A herceg korántsem volt az a daliás szabadsághős, akinek a köztudat elkönyveli. Terhelt családból származott, a gyakori rokonházasságok miatt a szokásos nyolc helyett csak négy dédszülője volt (azok közül is kettő őrületre hajlamos lánytestvér), apai nagyapja és anyai nagyapja, valamint apai nagyanyja és anyai nagyapja egyaránt testvérek voltak. Apja, II. Fülöp természeténél fogva magányra hajlamos, rideg és csak kötelességeinek élő uralkodó volt, s Don Carlosnak az anyai szeretetet is nélkülöznie kellett, mert anyja, a portugál infánsnő belehalt a szülésbe.
A púpos, tyúkmellű, alacsony és sánta gyermek vélhetőleg a születéskor elszenvedett agykárosodása miatt beszélni csak ötévesen kezdett, akkor is vékony és magas hangon, dadogva és kásásan. Agresszív és szadista hajlamai korán megmutatkoztak, kisfiúként gyerekeket, szolgákat és állatokat kínzott, állítólag a királyi istállóba belopódzva lovakat vakított meg. A törékeny egészségű trónörökös szenedélyesen evett, sőt falt, ezért már serdülőként elhízott.
Rangjának és származásának azonban teljesen tudatában volt, ha valamit a fejébe vett, attól semmi és senki nem tudta eltántorítani, modora dölyfös, viselkedése lobbanékony és összeférhetetlen volt.
II. Fülöp 1555-ös trónra lépte után azonnal nekilátott tízéves fia kiházasításának. Fontolóra vette a skót Stuart Máriát, Ausztriai Annát és Valois Margitot, II. Henrik francia király lányát is. Végül Margit húga, Erzsébet mellett döntött, de 1559-ben politikai megfontolásokból ő maga vette el a kiszemelt arát. A legenda szerint Erzsébetnek viszonya lett volna mostohafiával, de ez a körülményeket figyelembe véve valószínűtlennek tűnik.
Don Carlost nem lehetett rávenni a tanulásra, még a rangját tekintve kötelezőnek számító latin nyelvet sem tudta elsajátítani. Az udvaroncok egy ideig azzal érveltek, hogy "a Habsburg gyerekek későn érnek", de az infánst érettebb korában sem érdekelte az evésen, az iváson és a nőkön kívül semmi. Ennek ellenére folyamatosan panaszkodott, hogy apja nem engedi az államügyek közelébe, ezért II. Fülöp 1560-ban trónörökösnek ismerte el, s megtette Kasztília és Aragónia királyi tanácsának tagjává.
1562-ben beíratták az egyetemre, de ott csak egy szolgálólány keltette fel érdeklődését, őt hajkurászva a sötétben leesett egy lépcsőn és életveszélyes fejsérülést szenvedett. Állapota az imádságok és az orvosi kezelés ellenére sem javult, így végül
egy száz éve halott szentéletű barát múmiáját fektették ágyába.
A szokatlan gyógymód használt, Don Carlos magához tért ugyan, de meg nem gyógyult, sőt még a korábbinál is erőszakosabb és labilisabb lett. Egyre vadabb dührohamai közben nyilvánosan karddal fenyegetett meg egy bíborost, máskor fel akart gyújtatni egy házat, amelynek ablakából séta közben nyakon öntötték, megint máskor csíkokra vágva etetett meg egy kényelmetlennek talált bőrcsizmát a szerencsétlen cipésszel.
Fülöp kénytelen volt belátni, hogy fia alkalmatlan arra, hogy örökébe lépjen. Bár ismét kiházasításán kezdett fáradozni, Don Carlos már nem kapott új feleséget, miként a németalföldi kormányzói tisztet sem, amelyet apja neki ígért, viszonyuk ettől kezdve elmérgesedett. A spanyol uralom elleni németalföldi lázadók kihasználták sértettségét és vezetőjük, Egmont gróf bíztatására 1567-ben megpróbált Németalföldre szökni. Amikor terve kitudódott, az udvarban több emberrel is sejttette, hogy meg akarja ölni apját, az azonban nem bizonyos, hogy ezt valóban meg akarta-e tenni.
II. Fülöp mindenesetre cselekvésre szánta el magát. Miután elrendelte, hogy Madrid összes templomában "egy rendkívül fontos ügy" sikeréért imádkozzanak, 1568. január 17-én éjszaka páncélt öltött és személyesen tartóztatta le ágyában fekvő fiát, akit ezután már nem látott többé. A herceget Arévalo várában egy sötét és hideg toronyszobába zárták, ahol őrein kívül senkivel sem érintkezhetett. Apja és a világ számára meghalt, nevét még beszélgetés és imádság közben is tilos volt kiejteni. A kétségbeesett Don Carlos mintha csak végezni akart volna magával, télen jéghideg vizet locsolt szét és meztelenül belefeküdt, és folyamatosan tömte magába az ételt.
Rövidre szabott élete 1568. július 24-én ért véget.
Egy héttel korábban az utolsó morzsáig elfogyasztott egy négy fogolymadárból sütött pástétomot, amelyre több liternyi hideg vizet ivott meg. Másnap rosszul lett, állapota egyre romlott, de apja még halálos ágyán sem látogatta meg. A szóbeszéd szerint II. Fülöp mérgeztette meg, de erre nincs bizonyíték, a legendát a spanyolok ellen küzdő Németalföldön kezdték terjeszteni. A praktikus király mindenesetre az eredetileg fiának kiszemelt Anna Habsburg főhercegnőt vette el negyedik feleségéül, elindítva a rokonházasságok újabb sorozatát - ennek végeredménye lett az utolsó spanyol Habsburg, a dinasztia minden testi és lelki gyengéjét egyesítő II. Károly.
A Szabadság kettőse a Don Carlosból:
Don Carlos nevét Schiller drámája és az ennek nyomán született Verdi-opera tartotta fenn, de a történeti igazsághoz egyiknek sincs sok köze. Ezek a művek romantikus tragédiák, témájuk a szerelem és a szabadságvágy, főhősük pedig egy idealizált, nemes és bátor lovag, aki a zsarnokság ellen küzd és árulás következtében bukik el.