Karl V. wurde am 3. April 1643 als Sohn von Nikolaus Franz und Claudia von Lothringen in Wien geboren und wurde durch Heirat im Jahr 1678 Schwager des zwischen 1658 und 1705 amtierenden Kaisers des Heiligen Römischen Reiches Leopold I. Als jüngerem Sohn sollte ihm zunächst eine geistliche Laufbahn vorherbestimmt sein. Der Tod seines älteren Bruders Ferdinand im Jahre 1659 allerdings machte ihn zum Erben der Herzogtümer Lothringen und Bar, weswegen er von seinen kirchlichen Ämtern zurücktrat und eine militärische Laufbahn einschlug.

Ab 1663 stand er dann in kaiserlichen Diensten. 1664 kämpfte er bereits in der Schlacht bei Mogersdorf gegen die Osmanen, wo es der Kaiserlichen Armee und den Reichstruppen gelang, die osmanische Hauptstreitmacht auf ihrem Weg nach Wien aufzuhalten. Nach zahlreichen weiteren Kampfeinsätzen und einer Verwundung wurde Karl schließlich 1675 zum Generalissimus der kaiserlichen Armeen ernannt. Im selben Jahr trat er ebenso das Erbe seines Onkels an und wurde so zum Herzog von Lothringen.

So kam es, dass Karl V. im Jahr 1683, zur Zeit der Zweiten Wiener Türkenbelagerung, den Oberbefehl der kaiserlichen Armee innehatte.
Schon im Anmarsch der osmanischen Truppen auf Wien versuchte Karl das feindliche Heer abzulenken, um der bedrohten Stadt wertvolle Zeit zu verschaffen. Zu diesem Zweck belagerte er die Stadt Neuhäusel in der heutigen Südslowakei, die sich in den Händen der Osmanen befand. Allerdings musste die Belagerung bald wieder aufgegeben werden und die kaiserlichen Truppen zogen sich zurück. Am 7. Juli 1683 ritten dann 40.000 Krimtataren in Petronell ein. Zahlenmäßig waren sie sämtlichen Verteidigern im Wiener Umland um das Doppelte überlegen und das Überraschungsmoment war auf ihrer Seite. Trotz anfänglicher Verwirrung konnte Karl rasch eine Verteidigung aufstellen und ritt an der Spitze seiner Dragoner gegen die Tataren an. Nachdem 200 Tataren gefallen waren, ergriffen sie die Flucht. Die kaiserlichen Truppen hatten hingegen nur 60 Gefallene zu beklagen. Am 31. August schließlich traf Herzog Karl V., nach weiteren Scharmützeln, aus denen er siegreich hervorgegangen war, in Hollabrunn auf Sobieski. Am 1. September war es dann so weit. Karl lies jene Nachricht nach Wien bringen, auf die man sehnsüchtig gewartet hatte: das Entsatzheer war unterwegs. Nach letzten Unterredungen – Sobieski erhielt das Oberkommando, Karl befehligte die kaiserlichen Teile – marschierte das Entsatzheer am 12. September endlich auf Wien. Nach dem Sieg über die osmanischen Truppen vor Wien setzte Herzog Karl sogleich zur Gegenoffensive an. So gelang es ihm 1686 Ofen zurückzuerobern, worauf 1687 Ungarn, Slawonien und Transsylvanien folgten.

Im Mai 1688 gab er sein militärisches Amt ab. Nach einer kurzzeitigen Reaktivierung und einer Teilnahme am Pfälzischen Erbfolgekrieg starb er am 18. April 1690 in Wels an einer Lungenembolie. Persönlichkeiten wie Herzog Karl V. von Lothringen, die auch unter den widrigsten Umständen pflichtbewusst handelten, um eine drohende Gefahr abzuwenden, sind es, die uns heute noch als Beispiel vorangehen. Ihr Erbe ist unser Auftrag.