Carlos Leopoldo de Mecklemburgo-Schwerin (26 de noviembre de 1678 - 28 de noviembre de 1747) fue duque de Mecklemburgo-Schwerin de 1713 a 1747.
Era el segundo hijo de Federico, duque de Mecklemburgo-Grabow , y su esposa, la landgravina Cristina Guillermina de Hesse-Homburg (1653-1722). Sucedió a su hermano Federico Guillermo, duque de Mecklemburgo-Schwerin , en 1713.
Mecklemburgo-Schwerin comenzó su existencia durante una serie de luchas constitucionales entre el duque y los nobles. La pesada deuda contraída por Carlos Leopoldo , que se había unido al Imperio ruso en una guerra contra Suecia , llevó las cosas a un punto crítico; Carlos VI interfirió y en 1728 la corte imperial de justicia declaró al duque incapaz de gobernar. Su hermano, Cristián Luis II , fue nombrado administrador del ducado.
Karl Leopold se casó tres veces. Su primera esposa fue la princesa Sofía Eduvigis de Nassau-Dietz (1690-1734), hija de Enrique Casimiro II, príncipe de Nassau-Dietz , y su esposa Henriëtte Amalia van Anhalt-Dessau . Se casaron el 27 de mayo de 1709 en Leeuwarden y se divorciaron en 1710. No hubo hijos de este matrimonio.
Su segunda esposa fue Christine von Lepel (1692-1728), hija de Nicolaus Friedrich von Lepel (1633-1705) y su esposa, Leveka von Plessen (1664-1732). Se casaron el 7 de junio de 1710 en Doberau y se divorciaron el 2 de octubre de 1711. Tampoco hubo hijos de este matrimonio.
Su tercera esposa fue la gran duquesa Catalina Ivanovna de Rusia, hija del zar Iván V de Rusia y su esposa Praskovia Saltykova . Se casaron el 19 de abril de 1716 en Danzig . De este matrimonio nació una hija, la Gran Duquesa Anna Leopoldovna de Rusia . Se casó con el duque Antonio Ulrico de Brunswick y tuvo cinco hijos. Sirvió como Regente de Rusia para su hijo Iván VI de 1740 a 1741.