卡洛·费利切的父亲是撒丁国王维托里奥·阿梅迪奥三世，母亲西班牙国王费利佩五世的女儿玛丽亚·安东妮亚·费尔南达。父亲去世后，卡洛·费利切的长兄卡洛·埃马努埃莱四世继位为撒丁国王。在这期间撒丁王国在欧洲大陆上的领土被法军占领，卡洛·费利切与家人移居撒丁岛。

卡洛·埃马努埃莱于1802年退位后，卡洛·费利切的次兄、新任国王维托里奥·埃马努埃莱一世任命卡洛·费利切为撒丁总督。1807年卡洛·费利切与西西里国王费迪南多三世（两西西里国王费迪南多一世）的女儿玛丽亚·克里斯蒂娜·阿玛莉亚·特蕾莎结婚，两人没有子女。

1821年革命爆发，维托里奥·埃马努埃莱一世宣布退位并将王位传给卡洛·费利切。他在位期间很少造访都灵，但仍然进行了几项改革，主要着重于经济方面。

卡洛·费利切在位十年后逝世，因他没有留下子嗣，由萨伏依-卡里尼亚诺分支的卡洛·阿尔贝托继位。