Crebbe assieme al fratello maggiore, Luigi Augusto (noto come principe di Dombes, rimanendo per tutta la vita assai legato a questi e alla sorella minore Luisa Francesca (1707–1743), mademoiselle du Maine.
Nel 1712, re Luigi XIV, suo nonno, lo nomina governatore della Guienna. Nel 1714, l'editto regio che elevava i figli naturali del monarca a al rango di princes du sang gli consentì di entrare nella linea di successione al trono francese (tale editto venne tuttavia revocato nel periodo della Reggenza). Nel 1728 Luigi Carlo viene nominato da Luigi XV cavaliere dell'Ordine dello Spirito Santo e cavaliere dell'Ordine di San Luigi.
Luigi Carlo, come era consuetudine per gli esponenti dell'aristocrazia del tempo, intraprese una carriera militare, venendo promosso maresciallo di campo nel 1734 e luogotenente generale nel 1735. In qualità di ufficiale dell'armata del Reno fu presente all'assedio di Kehl del 1733. Venne ferito in occasione della battaglia di Dettingen nel 1743. Sempre come ufficiale dell'armata del Reno, partecipò all'assedio di Friburgo nel 1744, all'assedio di Tournai nel 1745 e alle battaglie di Fontenoy, Raucoux e Lauffeldt, combattute nell'ambito della Guerra di successione austriaca.
Come i suoi fratelli non si sposò e non ebbe figli. Alla morte di suo padre nel 1736 ottenne il titolo di duca di Aumale. Venne anche nominato grand maître de l'artillerie de France (uno dei Grandi uffici della Corona di Francia), ruolo già precedentemente coperto da suo padre.
Il fratello maggiore assunse buona parte dell'eredità paterna. Alla sua morte (avvenuta nel 1755 in seguito ad un duello) tuttavia Luigi Carlo divenne capo della casata dei Borbone del Maine, nonché suo erede. Assunse così vari titoli del fratello: principe di Dombes[1] (1755–1762), principe d'Anet, duca di Gisors, conte di Dreux e barone di Sceaux. Ereditò anche la carica di governatore della Linguadoca e diversi castelli. Analogamente al fratello preferiva trascorrere gran parte del suo tempo in campagna piuttosto che a corte: il suo soggiorno preferito era il castello di Anet.
Nel marzo del 1762 scambiò con Luigi XV il redditizio principato di Dombes con il ducato di Gisors e le terre di Gretz-Armainvilliers e di Pontcarré.
Assieme al cugino Luigi Giovanni Maria di Borbone, Luigi Carlo era famoso nel regno per la sua ricchezza, unita alla sua generosità, che gli faceva dispensare grandi somme in opere di carità. Nel 1773 offerse nuovamente in vendita il ducato di Aumale, la contea di Eu e le terre di Anet a Luigi XV. La somma pattuita per la cessione ammontava a 12 milioni di livres[2]
^Questo titolo venne venduto alla corona quando suo cugino, Luigi XV, si offerse di acquistarlo; il pagamento tuttavia non venne mai effettuato, così il titolo tornò a Luigi Carlo
^Il pagamento non fu mai eseguito in seguito alla morte di Luigi XV nel 1774; conseguentemente le terre furono restituite a Luigi Carlo giacché l'accordo venne invalidato da Luigi XVI. In seguito sarebbero passate al duca di Penthièvre