Zijn vader werd in 1415 gevangengenomen tijdens de Slag bij Azincourt, waarna die tot aan zijn dood in 1434 in Engelse gevangenschap leefde. Hierdoor kreeg Karel I reeds achttien jaar voor het overlijden van zijn vader de controle over het hertogdom Bourbon. In 1424 werd Karel graaf van Clermont en in 1434 volgde hij zijn vader officieel op als hertog van Bourbon en Auvergne.
Na de verdrijving van de Armagnacs in 1418 moest Karel zich onderwerpen aan Jan zonder Vrees, hertog van Bourgondië, met wiens dochter Agnes van Bourgondië (1407-1476) Karel in 1425 huwde. In 1421 werd hij eveneens benoemd tot gouverneur van de Languedoc, waar hij enkele militaire campagnes voerde tegen de graaf van Foix, en in 1423 werd hij generaal-commandant van de Lyonnais. In 1429 voerde hij een hulpkonvooi aan dat de door de Engelsen belegerde stad Orléans moest ontzetten, maar dit mislukte. Nadat de stad bevrijd werd door Jeanne d'Arc vocht Karel tegen de Engelsen, maar omdat hij zich daarbij weinig gesteund voelde door de Franse koning Karel VII trok hij zich terug in zijn domeinen in de Bourbonnais. Desondanks slaagde hij erin om zijn zwager Filips de Goede, hertog van Bourgondië, te overtuigen diens alliantie met Engeland op te geven en terug toenadering te zoeken tot de Franse koning. Op die manier was hij een van de architecten van de Vrede van Atrecht die in 1435 werd gesloten tussen Filips de Goede en Karel VII.
In 1434 werd Karel benoemd tot grootkamenier van Frankrijk, een functie waarin hij zich verzette tegen de autoritaire machtsstrevingen van de Franse koning. Als tegenstander van de legerhervorming van 1439 ondersteunde hij in 1439/1440 de Praguerie-opstand, die echter al snel neergeslagen werd door Karel VII. Hierdoor werd hij gedwongen om vergiffenis te vragen aan de Franse koning en werden er enkele van zijn landerijen afgenomen.
In december 1456 stierf Karel op 55-jarige leeftijd in het kasteel van Moulins, dat deel uitmaakte van zijn landgoederen. Hij werd bijgezet in de kerk van de Priorij van Souvigny.
Graftombe van Karel I van Bourbon, door Jacques Morel, 1456
.png){kind=small}
.svg){kind=small}
.png){kind=small}
