Dzimis 1748. gadā Zviedrijas karaļa Ādolfa Frederika un viņa sievas Luīzes ģimenē, Zviedrijas karaļa Gustava III jaunākais brālis. 1772. gadā Gustavs III viņu iecēla par Sēdermanlandes hercogu, 1774. gadā viņu ievēlēja par Zviedrijas brīvmūrnieku kapitula meistaru un 1778. gadā par Stingrās Observances ordeņa vadītāju.
Krievu—zviedru kara laikā 1788. gadā hercogu Kārli iecēla par par lieladmirāli un Zviedrijas kara flotes pavēlnieku. Pēc Gustava III nogalināšanas 1792. gadā jaunais karalis Gustavs IV valdīja Kārļa aizbildnībā līdz pilngadībai 1796. gadā.
1805. gadā Zviedrija Gustava IV vadībā iesaistījās Trešās koalīcijas karā pret Napoleonu. Kampaņa bija neveiksmīga un Zviedru Pomerāniju ieņēma franču karaspēks. 1807. gadā Tilzītes miera līguma rezultātā Francija un Krievija kļuva par sabiedrotajām lielvalstīm, bet par Lielbritānijas sabiedrotajiem palika tikai Zviedrija un Portugāle. 1808. gadā Krievija uzbruka Zviedrijai un ieņēma Somiju, 1809. gada 7. martā Kārlstadē sadumpojušās zviedru karaspēka daļas virzījās uz Stokholmu, 1809. gada 13. martā ielauzās karaļa apartamentos un arestēja karaļa ģimeni. 29. martā Gustavs IV Ādolfs atteicās no troņa un Riksdāgs par Zviedrijas karali iecēla Kārli XIII.
1810. gadā Kārlis XIII adoptēja franču maršalu Bernadotu un iecēla viņu par troņmantnieku. 1811. gadā viņš nodibināja Kārļa XIII ordeni (Kungliga Carl XIII:s orden) augstāko grādu brīvmūrniekiem. 1811. gada 17. martā karaļa slimības dēļ Bernadots kļuva par reģentu un Sestās koalīcijas kara laikā piespieda Dānijas karali Frederiku VI Zviedrijai atdot Norvēģiju. Miris 1818. gada 5. februārī, pēc viņa nāves Bernadots kļuva par Zviedrijas karali Kārli XIV.
Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Kārlis XIII.
