Fue hijo del príncipe elector de Baviera, Maximiliano II Emanuel, y de su segunda esposa, la princesa Teresa Cunegunda Sobieska, quien era hija del rey Juan III Sobieski de Polonia.

Carlos Alberto empleó su parentesco con el emperador José I como argumento para reclamar los derechos hereditarios austríacos tras la muerte del emperador Carlos VI, lo que le llevó a intervenir en la guerra de sucesión austríaca frente a María Teresa I. Carlos Alberto fue coronado rey de Bohemia en 1741 y emperador en 1742, tras recibir el apoyo de Francia y España.

Poco después María Teresa I lo expulsó de Baviera, pero Federico II el Grande, rey de Prusia, obtuvo un triunfo sobre María Teresa, por lo que Carlos Alberto recuperó el trono bávaro en 1744.

Al fallecer el emperador Carlos Alberto en 1745, fue elegido emperador del Sacro Imperio el duque Francisco Esteban de Lorena, esposo de María Teresa I, archiduquesa de Austria y reina de Bohemia y Hungría.

El matrimonio tuvo siete hijos: