Charles Eugène entstammte dem alten, ursprünglich aus der Grafschaft Ponthieu in der Picardie kommenden Adelsgeschlecht Croÿ, das urkundlich erstmals im 12. Jahrhundert erwähnt wird. Er war der Sohn des Jacques Philippe de Croÿ, Prince de Croÿ (1614–1685), Herr auf Roeulx, und der Johanna Gräfin von Bronckhorst-Batenburg (1627–?), Tochter von Johann Jakob von Bronckhorst-Batenburg (1582–1630).
Er begann seinen Dienst in der dänischen Armee, für die er im Rang eines Obersts und als Kommandeur eines Regiments im Jahr 1676 an der Schlacht bei Lund gegen die Schweden teilnahm. 1677 wurde er zum Generalmajor, 1678 zum Generalleutnant befördert. Seit 1682 kämpfte er mit Erfolg in der Kaiserlichen Armee gegen die Türken und nahm 1683 an der Befreiung von Wien teil. Er wurde für seine Verdienste zum Kaiserlichen Feldmarschall befördert.
Auf Empfehlung von August dem Starken traten er und eine weitere Gruppe ausländischer Offiziere 1699 in die Dienste des russischen Zaren Peter des Großen. Croy erreichte erst Mitte 1700 Russland und erhielt unmittelbar aus den Händen von Peter I. den Rang eines Feldmarschalls (der Zweite in der Geschichte der russischen Armee nach Fjodor Alexejewitsch Golowin). Er wurde Befehlshaber der russischen Armee in Livland, die dort im Großen Nordischen Krieg gegen Schweden kämpfte. Diese Entscheidung sollte sich allerdings als folgenschwer erweisen: Croÿ sprach nämlich kein Russisch, kannte die ihm unterstehenden russischen Offiziere nicht und hatte deshalb Schwierigkeiten, Befehle zu erteilen. Dazu kam, dass er mit der Aufstellung der russischen Truppen nicht einverstanden war. Am 20. November 1700 kommandierte er die russischen Truppen in der Schlacht bei Narva, die gegen die Schweden verloren ging. Er wurde von Peter nicht für die Niederlage verantwortlich gemacht. Dieser soll gesagt haben, dass wenn er Croy das Kommando über die Armee vor Narva zwei Wochen früher gegeben hätte, es nicht zur Niederlage gekommen wäre.[2]
Seine Lebens- und Todesgeschichte wurde vom deutschen Schriftsteller Werner Bergengruen in seinem Erzählband Der Tod von Reval. Kuriose Geschichten aus einer alten Stadt (1939) literarisch verarbeitet.