En 1717 Karl Friedrich fue declarado mayor de edad y recibió un comando militar.

En 1720, la Paz de Frederiksborg puso fin a la Gran Guerra del Norte entre Dinamarca y Suecia.

Karl Friedrich fue a partir de entonces solo duque del feudo imperial Holstein-Gottorp.

El país, que consistía en solo unas pocas oficinas, fue empequeñecido por la guerra e hipotecado en parte a Hamburgo.

Al principio, el zar Peter lo rechacé, para no poner en peligro la relación con Dinamarca.

En 1720, las negociaciones por la paz de Nystad entre Rusia y Suecia nuevamente hicieron que el duque Gottorf fuera interesante para Pedro.

El entonces presidente del Consejo Privado de Holstein-Gottorf Henning Friedrich von Bassewitz acompañó al joven Carlos Federico a Rusia en 1721, ya que su reclamo al trono sueco tenía la intención de presionar contra Suecia.

De hecho, se podría lograr un resultado favorable para Rusia, pero Carlos Federico y sus reclamos al trono no se convirtieron en parte del tratado de paz.

Se creía ampliamente que la Zarina nombraría a su hija mayor como su sucesora.

Carlos Federico y Anna tuvieron que abandonar Rusia, aunque Menshikov fue derrocado solo un poco más tarde.

Anna murió en 1728 poco después del nacimiento de su hijo Karl Peter Ulrich.

El matrimonio con la hija del zar, Ana Petrovna Románova, vino de Pedro III.

Pero cuando fue nombrado heredero ruso, tuvo que renunciar a sus reclamos suecos.