В молодости у Карла были просвещённые наставники, которые дали ему добротное образование. И это образование подкреплялось его ранним участием в исполнении официальных обязанностей, сопровождая отца в поездках по Европе, а также посещая города и военные укрепления во французских провинциях. Военная карьера также занимала важное место в жизни Карла. В год смерти отца, в 1595 году, 15-летний Карл получил в своё командование конный отряд и был направлен на помощь Жану де Монлюку в обороне Камбре от испанцев. Его военная карьера продолжалась вплоть до поражения при защите осаждённой Мантуи.
Через 4 года, 1 февраля 1599 года, Карл сочетался браком с Екатериной, дочерью фанатичного католика герцога Майенна из семейства Гизов. Христианское благочестие супругов Гонзага считалось примерным.
В 1608 году Невер активно принялся за обустройство суверенного государства на франко-испанской границе, в Арденнах, — княжества Арш. Для строительства новой столицы Арденн, города Шарлевиля, был привлечён родной брат архитектора, распланировавшего для Генриха IV площадь Вогезов в Париже. Сам герцог прибавил к своим титулам звание князя Арша.
Будучи очень религиозным человеком, Карл объездил всю Европу, побывал в Англии, Голландии, Дании, Пруссии, Саксонии, Богемии, Польше и Австрии, где агитировал за проект настоящего крестового похода против турок и освобождения Константинополя, павшего в мае 1453 года. Учитывая, что мать его отца была последней из Палеологов, многие греки-маниоты были готовы сплотиться вокруг деятельного аристократа и видели в нём своего вождя.
В 1616 году Карл Гонзага учредил военный Орден христианских рыцарей[3] (фр.Ordre de la Milice chrétienne) с целью организации крестового похода. Заручившись поддержкой церкви, Карл начал подготовку к военной экспедиции и оплатил постройку в Амстердаме шести крупных военных кораблей. Но уже построенные и снаряжённые корабли были конфискованы Людовиком XIII безвозмездно, и включены в состав королевского флота. В итоге, из-за политических трудностей, недостатка финансирования и отъезда Карла в Мантую крестовый поход так и не состоялся.
В 1627 году Невер добился своей цели. В Мантуанском герцогстве, которым правили его двоюродные братья из старшей ветви дома Гонзага, случился династический кризис. Бездетный герцог Винченцо II (ещё недавно кардинал Гонзага), чувствуя близость кончины, призвал к себе сына Шарля, юного герцога Майенна (этот титул перешёл к нему после смерти последнего герцога Майенна в 1621 году), и женил его на своей племяннице. Брак состоялся в день смерти Винченцо. Его наследником был провозглашён Шарль де Невер.
В браке Карла Гонзага и Екатерины было шесть детей. Все три сына Карла — Франсуа-Поль, Карл и Фердинанд — скончались раньше отца.
Средний сын, умерший в возрасте 22 лет, к счастью, оставил ему внука-наследника (Карл III Гонзага) и внучку Элеонору — будущую императрицу. Из трёх дочерей самого Карла старшая, Мария Луиза, — знаменитая королева Польши времён Потопа. Средняя — Бенедикта, в 19 лет дала обет послушания, стала настоятельницей женского аббатства Авене и вскоре скончалась в возрасте 23 лет. Младшая, Анна Мария, тайно обвенчалась со своим кузеном, будущим герцогом Гизом. После развода с мужем и смерти отца выдана за вероятного наследника английского престола, пфальцграфаЭдуарда, которого она обратила в католичество (вследствие чего права на английский престол перешли к его сестре, Софии Ганноверской).
Последние дни Карла Гонзаги прошли вдалеке от Франции. Он скончался 22 сентября1637 года в герцогском дворце в Мантуе в возрасте 57 лет.