1797年，卡尔转入意大利，同法军进行了战术高超的后方保卫战，有力地钳制了法国督政府将军拿破仑·波拿巴的进军，“从而将许多军队从崩溃的边缘解救了出来”。

在第二次反法同盟战争中（1798年至1802年），卡尔再次指挥莱茵河战线的奥军，于1799年3月21日、25日在奥斯特拉赫及施托卡赫（参见词条施托卡赫之战）打败儒尔当的军队，迫使其退回莱茵河西岸。同年，他率部转入瑞士战场，在1799年6月4日至7日的第一次苏黎世之战中击走法军名将安德烈·马塞纳。7月，卡尔接到了外交大臣、图古特男爵约翰·阿马德乌斯·弗朗茨·德·保拉·冯让他离开瑞士，向美因兹推进的命令。由于俄国盟军在9月才能赶到，卡尔并不急于去冒危险，整个8月仍用于讨论作战计划。后来，他不得不离开瑞士，转向进攻曼海姆等地，与在尼德兰的盟军会合。这一举动导致了俄军在第二次苏黎世之战的失败及后来的撤退，不久后，俄国沙皇亚历山大一世宣布退出反法同盟。1800年，卡尔因病退出现役，任波希米亚总督。

1799年11月，拿破仑发动雾月政变，自称第一执政，战争局势为之一变。拿破仑掌权后，决定利用俄国退出反法联盟的有利时机，集中力量打击奥地利。1800年6月，奥军驻意大利方面司令梅拉斯先胜后败，被迫与法国停战，撤出上意大利。战争在阿尔卑斯山的南北两侧展开。同时，莫罗率10万法军越过莱茵河，直逼巴伐利亚，奥地利方面的克赖将军在施托卡赫、赫希施泰特等地一再失利，最后逃往波希米亚。7月中旬，弗朗茨二世解除克赖的指挥权，命卡尔的弟弟约翰大公爵接替。但约翰也无法挽回败局。10月，法军大败约翰于霍恩林登战役，卡尔未能阻止士气高涨的莫罗军向维也纳进军，奥方被迫求和。12月25日，卡尔与法国签订了《施佩耶尔停战协定》。1801年2月9日，《吕内维尔和约》签订，第二次反法同盟以来的战事暂时告一段落。

卡尔在数年间取得的一系列胜利，使他受到人民的欢迎，一时兴起了对他的个人崇拜。1802年在雷根斯堡举行的“帝国永久议会”决定为他树立一座塑像，并授予他国家救世主的名誉，但卡尔谦逊的拒绝了这两项殊荣。

战争结束后，卡尔大公被任命为奥地利最高军事委员会主席（1801年）。他一上任便锐意实行军事改革，果断废弃旧的军事制度，认真吸取拿破仑的建军经验和作战思想，计划改编奥军，实行师团编制。可惜他的作为未能大力开展，因为其思想不能被皇帝接纳，而他过高的名声也使得弗朗茨二世心怀恐惧，所以卡尔于1805年1月被迫辞职。

1803年5月18日，英国与俄罗斯帝国等结成第三次反法同盟。奥地利方面犹豫是否加入。卡尔认为奥地利需要时间进行彻底的军事改革，反对立即进行战争。但是以约翰大公等为代表的主战派说服了弗朗茨二世和外交大臣约翰·路德维希·约瑟夫·格拉夫·冯·科本茨，决定开战。1805年，卡尔任驻意大利奥军总司令，奉命率奥军主力9.5万人防守波河河谷。结果拿破仑并未自波河攻奥，而是从多瑙河直取维也纳（多瑙河方向只有年仅二十四岁、缺乏军事素养的斐迪南大公所部约6万人），同时派马塞纳领6万法军牵制卡尔。10月28日至31日，卡尔在卡尔迭罗之战与马塞纳展开激战，战斗持续了三天，不分胜负，双方各损失约5000人（一说击败马塞纳）。此时他接到了奥军于乌尔姆之战失败的消息，被迫撤军。12月，在他来不及回师救援之前，奥俄联军已在奥斯特利茨会战中遭受惨败。

1806年2月，卡尔再一次出任最高军事委员会主席，并兼任奥军总司令。他继续进行军事改革，首先组建总司令部，统一指挥全军；接着创建军事院校，推行预备兵役制度；革新军队编制，将骑兵编成数个独立军团，把分散在各步兵营的炮兵集中起来组建成联队，并设立医务队、军马补充队和军邮局，还实行军用物资就地征集制度，减轻军队运输的负担。通过他的大力改革，奥军在短短几年内有了很多改善，战斗力大为提高。

主词条：阿斯佩恩-艾斯林战役、瓦格拉姆战役

就在奥地利进行的军事改革还没有完成的时候，传来了拿破仑大军深陷半岛战争泥潭的消息。英国开始组织第五次反法同盟，外交大臣克莱门斯·文策尔·冯·梅特涅以投机的心态，不顾卡尔的反对，决定加入同盟。

1809年4月9日，奥地利不宣而战。14日，卡尔采取先发制人的作战方针，主动对法军发起攻击。他的目的是把驻地分散的法军割裂开来，在拿破仑抵达前予以各个击破。卡尔亲自统率约14万人为左路在帕骚与布劳瑙之间渡过因河，尔后向伊扎尔河开进，并分出一部开向慕尼黑；柯罗华特伯爵率5万余人沿多瑙河北岸向雷根斯堡开进。虽然法军在战争伊始尚未做好准备，但拿破仑利用了卡尔在行军中过度谨慎、迟缓的弱点，组织法军完成后撤、集中、转移的任务，迅速转入反攻，4月22日后，卡尔在埃克缪尔和雷根斯堡等地接连战败，开始有秩序地退却。5月13日，维也纳被攻占。但卡尔并不在意维也纳的丢失，反而沿多瑙河北岸而下，驻于洛鲍岛和另一小岛（这两个岛把这一段多瑙河分成了4条河道）的上方，准备与法军进行持久的斡旋。

5月21日，卡尔在拿破仑渡河之前将全军撤至多瑙河右岸，并毁掉了所有浮桥，指挥着有8万人、300门火炮的奥军凭河据守。而拿破仑在不明敌情的情况下派兵贸然渡河，准备一举歼灭卡尔所部。他先派3万人渡过多瑙河，占领对岸的阿斯佩恩、艾斯林两个村庄。卡尔监视着法军的冒进，在时机成熟后，于下午2时左右突然发起袭击，攻占阿斯佩恩并围困艾斯林，期间还利用多瑙河涨水的时机，以载有纵火物的船只自上游而下，摧毁了洛鲍岛与右岸法军的唯一一座浮桥，切断右岸法军的后路。入夜后，双方暂时休战，拿破仑趁机调兵渡河，使法军人数增加至6万余人，有火炮150门。5月22日，双方再次展开拉锯战，阿斯佩恩、艾斯林分别易主，最终全部落入奥军手中。奥军夺取两座村庄后，搬运火炮至此，利用有利地形从左右两翼对法军进行交叉射击，迫使法军后撤。拿破仑不甘失败，曾命让·拉纳元帅集中全部骑兵（包括约2万步兵、200门火炮）发起对奥军中央阵线的冲击，一度在战线的中央打开一个缺口，并已推进到奥军纵深中的预备队阵地。面对这种情况，卡尔以异常的冷静和沉着对待。他迅速地把预备队的掷弹兵和骑兵全部调上，很快就制止了法军向纵深和两翼的扩张。法军遭到了敌军预备队的反击，密集的纵队不得不停止前进。这时，奥军迅速而又充分地利用了对它有利的时机，集中炮火对法军的密集纵队进行集中射击，并以骑兵实施冲杀，终于迫使法军仓皇后退。奥军乘胜追赶，并从法军右翼对整个战线进行迂回，用炮火集中轰击法军通向洛鲍岛的舟桥，使得成群的法军士兵倒毙于桥头。

阿斯佩恩-艾斯林战役拿破仑统兵作战以来第一次在正面战场的大规模会战中的失利。此战中，法军死伤2万余人，拉纳元帅在战斗中被炸断一条腿，不久死亡；奥军的损伤则与法军相当。由于力量不足，卡尔无法继续进攻，扩大战果。

阿斯佩恩-艾斯林战役后，拿破仑重新调集军队，伺机再战。同年6月，法军增至18.7万人，有火炮500门；奥军增至13.6万人，火炮与法军相当。卡尔将奥军部署成一个半圆形的阵线，以瓦格拉姆村为中心分为左右两翼。7月4日夜，法军前锋再次渡过多瑙河，在一夜之间将15万大军连同战马、火炮、弹药全部送过这条河流。奥军阵地因下雨而未严格警戒。7月5日清晨，奥军观察到大量法军后，与法军展开交火，使瓦格拉姆附近直到夜幕降临都十分混乱。7月6日，双方围绕一些重要的据点进行拉锯，奥军在卡尔的指挥下一度发起反击，但难以阻止法军各路的不断推进。下午4时，指挥部队逐步后撤的卡尔获悉约翰大公的1.5万援军无法及时到达，且自己有被围歼的可能，遂下令全面撤退。法军虽宣布胜利，但自身也疲惫不堪，无力追击。此役奥军损失4.5万人，法军损失3.4万人，法国骑兵元帅安托万·夏尔·路易·拉萨尔在冲锋中被射杀。卡尔虽然失败，但把部队完整的撤出，甚至还带走了上千的法国战俘、上百的萨克森战俘及21门大炮、数面军旗。数日后，拿破仑在兹奈姆追上了卡尔，卡尔明白奥军已经无力对抗，于是在事先未与弗朗茨二世商量的情况下与法军达成了兹奈姆停火协议（armistice de Znaim）。7月，卡尔自愿放弃了军职，由此退出现役。

10月，奥地利与法国签订《申布伦和约》，再次割让大片领土，第五次反法联盟宣告失败。1810年3月11日，拿破仑与弗朗茨二世的女儿玛丽·路易丝的婚礼在维也纳的奥古斯丁教堂举行，卡尔代替拿破仑出席婚礼。

尽管卡尔未能参见第六次反法同盟，但他训练的部队在施瓦岑贝格亲王卡尔·菲利普的统帅下，终于在1813年10月的莱比锡会战中击败拿破仑。1814年3月联军攻入巴黎，第一次终结了拿破仑的统治。

卡尔在瓦格拉姆会战之后心灰意冷，开始潜心研究军事，致力于军事历史和军事理论的写作，并注意对法国大革命和拿破仑的军事经验进行总结，撰写了数篇著作（见“主要作品”目录）。此后，除在1815年担任美因茨总督外，卡尔未再出任任何公职。他在美因茨结识了自己的妻子、拿骚-魏尔堡的亨利埃特·亚历山德里娜。维也纳会议结束后的1815年9月17日，44岁的卡尔与18岁的亚历山德里娜成婚。

1822年2月10日，阿尔贝特·卡西米尔逝世，卡尔以养子身份继承了萨克森-切申公国。

1829年12月29日，亚历山德里娜因患肺炎及猩红热去世，年仅32岁。1847年4月30日，卡尔因胸膜炎在维也纳病逝，享年75岁（未满76岁）。葬于维也纳皇家墓穴第122号墓地。1860年，维也纳英雄广场树立了一座纪念他的雕像。

卡尔大公一生参加的主要战争有法国大革命战争（1792年—1799年）和拿破仑战争（1800年一1815年）：

卡尔大公自年轻时便从事军事理论的研究，他的主要军事论点为：

由于这些论述，卡尔与德国的比洛、俄国的亚历山大·瓦西里耶维奇·苏沃洛夫和米哈伊尔·伊拉里奥诺维奇·库图佐夫等一同被视为欧洲资产阶级军事思想早期的代表人物之一，其“军事实践和理论创造进一步丰富了资产阶级军事学的内涵”。

卡尔大公的主要著作有《论将领的战术》《从1796年的德意志战局论战略原理》和《1799年德意志和瑞士战史》等。

在法国大革命战争中，卡尔因击退法军而被称为“日耳曼尼亚的拯救者”。

在1797年卡尔大公作战不利时，拿破仑·波拿巴评价道：“迄今为止，卡尔亲王的机动表现比博利厄和武姆泽还差。他步步犯错，还犯下了极为稚嫩的错误。这让他付出了惨痛代价，可他实际上该损失更多。他的名声或多或少地影响了我，让我无法相信自己发现的若干失误，认为这些失误源于事实上并不存在的想法。”但到了1807年以后，拿破仑却认为：“卡尔亲王无疑是最好的将领之一，或者说，是奥地利近年来最好的将领。”

拿破仑的私人秘书布里昂在《回忆拿破仑》中提到1797年拿破仑对意大利的战事时说：（拿破仑）同样采用联合兵力挫败了像儒尔当和莫罗那样两位战争艺术大师的卡尔大公。奥地利帝国最后一线希望似乎就寄托在这位亲王的雄才上了。

滑铁卢战役的指挥官、威灵顿公爵阿瑟·韦尔斯利认为卡尔是反法联军最优秀的指挥员之一。

瑞士军事家安托万·亨利·约米尼在《战争艺术概论》中提到：“巧妙建立作战线，准确选定作战线方向。在采取守势时，要向1796年的卡尔大公和1814年的拿破仑学习，他们都采用了向心的作战线。”他又说：“旺多穆（旺多姆公爵路易·约瑟夫·德·波旁）在卡萨诺，卡尔大公在埃斯灵的大规模行动，都值得我们学习。”

美国军事历史学家T.N.杜派《哈珀-柯林斯世界军事人物全书》：查理（即卡尔）是一位聪颖、勇敢、诚实和无畏的将军，也是一位优秀的战略家、战术家、组织者和管理者。他还是一个颇有成就的军事作家。在那个时代，他的著作被认为十分重要。……他也是拿破仑最敬畏的对手。

（表格主要参考资料）

卡尔自幼患癫痫并由此导致一些身心障碍。1803年或1804年的一段时间，他在癫痫发作的同时还出现了明显的抑郁症。1804年末，他的健康状况开始好转。从1805年3月起，癫痫症状不再发生。

（表格主要参考资料）

作为纪念，卡尔大公的铜像和欧根亲王一起坐落于奥地利维也纳的英雄广场上。

奥匈帝国第一艘万吨主力舰也被命名为“卡尔大公”号战列舰（卡尔大公级战列舰）。奥匈帝国的一支枪骑兵团也以“卡尔大公”命名。