卡尔·路德维希出生于卡尔斯鲁厄，他是巴登大公卡尔·弗里德里希与黑森-达姆施塔特的卡罗利妮·路易丝的长子。

他是奥匈帝国皇帝弗朗茨·约瑟夫一世、奥匈帝国皇后伊丽莎白（茜茜公主）、俄罗斯帝国沙皇尼古拉二世及其妻子亚历山德拉·费奥多萝芙娜、蒙巴顿勋爵路易斯·蒙巴顿和爱丁堡公爵菲利普亲王等人的祖先。