El Príncipe Carlos Felipe de Suecia nació el 13 de mayo de 1979 en el Palacio Real de Estocolmo. Es el segundo hijo del Rey Carlos XVI Gustavo y Silvia de Suecia, y al ser el primer varón, se convirtió automáticamente en el heredero al trono, pasando por delante de su hermana mayor, la Princesa Victoria, que había nacido 22 meses antes. Se da la circunstancia de que tras el nacimiento de la primogénita de los Reyes, los médicos creían que la Reina Silvia no podría volver a concebir, así que el Parlamento Sueco empezó a trabajar en una Ley de Sucesión que garantizara que la Princesa Victoria pudiera ser Reina algún día.
Tras el nacimiento de Carlos Felipe, el Rey Carlos XVI Gustavo pensaba que la legislación garantizaría la igualdad entre hombres y mujeres, pero que su heredero seguiría siendo su hijo. El 1 de enero de 1980 entró en vigor la Ley de Sucesión, con una enmienda en la que se daba a Victoria el derecho a ser de nuevo la Princesa Heredera, recuperando lo que su hermano le había arrebatado al nacer. El Rey no estuvo de acuerdo, y ha llegado a manifestar que está seguro de que los suecos preferirían que le sucediera su hijo varón, pero no pudo hacer nada para que el Príncipe Carlos Felipe fuera el heredero.
Antes de todo eso, se anunciaron los nombres y títulos de la criatura. El Monarca nombró a su vástago Principe de Suecia, Duque de Värmland, además de darle tratamiento de Alteza Real. El segundo hijo del Rey de Suecia recibió los nombres de Carl Philip Edmund Bertil, llevando como apellido el Bernadotte de la dinastía reinante en el país escandinavo desde 1818 y a la que él pertenece. Se llamó Carlos Felipe en honor al Príncipe Carlos Felipe, hijo del Rey Carlos IX, Edmundo por su abuelo, Gustavo Adolfo de Suecia, a quien se le conocía en privado como Edmundo, su sexto nombre; y Bertil, en honor a su tío abuelo, el Príncipe Bertil. Carlos Felipe de Suecia mantuvo toda la vida una relación muy estrecha tanto con su padrino como con la esposa de esta, la Princesa Lilian, dejándole incluso sus posesiones.
Carlos Felipe de Suecia fue bautizado el 31 de agosto de 1979 en la Capilla del Palacio Real, usando para la ocasión el traje de encaje que los Bernardotte utilizan desde el bautizo de su bisabuelo, Gustavo VI Adolfo. Tuvo como padrinos a su tío abuelo Bertil de Suecia, a su tía paterna, la Princesa Brígida de Suecia, a su tía segunda, la Reina Margarita de Dinamarca, así como al Príncipe Leopoldo de Baviera.
El Príncipe acudió a la escuela pública de Smedslättsskolan en Bromma, para después pasar a la Ålstensskola. En 1992 ingresó en la Enskilda Gymnasiet en Estocolmo. Como otros miembros de la realeza, fue enviado a estudiar fuera, marchándose a la Kent School de Connecticut, Estados Unidos, de donde se fue dos años más tarde. De vuelta a Suecia estudió lo que le quedaba de estudios en Lundsberg. Entre 2003 y 2006 estudió Diseño Gráfico, campo en el que siempre ha estado muy interesado. Pasó también por el Colegio Universitario de la Defensa antes de estudiar Economía de Empresa. También comenzó estudios en Ciencias Agrónomas.
En el apartado militar, ha recibido formación como segundo en la línea de sucesión. Realizó el servicio militar en el Batallón Anfibio de Infantería de la Artillería Costera de Vaxholm cuando tenía 21 años. De comandante de barco de combate pasó a ser segundo teniente, hasta que en 2008 se convirtió en capitán de la Marina Sueca. Su carrera militar allí, y desde entonces es considerado oficial de la reserva, ya que priman sus actividades oficiales.
Mientras estudiaba y despegada su carrera militar, el Príncipe Carlos Felipe empezó a salir con Emma Pernald, una amiga de la Princesa Magdalena que parecía la novia perfecto para el hijo del Rey. Sin embargo, todo se fue al garete cuando en 2010 se cruzó en su camino Sofia Hellqvist, una aspirante a celebrity a la que conoció en un bar. El Duque de Värmland se volvió loco de amor y se enfrentó tanto a la Familia Real como a la opinión pública, que no veía con buenos ojos a la camarera. Nadie pudo con ellos, y su relación siguió contra viento y marea, de hecho no tardaron en irse a vivir juntos a Djurgården. En 2012, Sofia Hellqvist fue invitada al bautizo de Estela de Suecia, donde ejerció de acompañante de Chris O'Neill, novio oficial y que en 2013 se convertiría en esposo de Magdalena de Suecia. Parecía que nunca iba a llegar, pero en junio de 2014 se anunció el compromiso entre Carlos Felipe de Suecia y Sofia Hellqvist. La boda tuvo lugar el 13 de junio de 2015 en la Capilla Real del Palacio de Estocolmo en una ceremonia original y musical cuyo banquete se celebró en el Palacio Real. La luna de miel fue en Fiji. Los Duques de Värmland se convirtieron en padres de su primer hijo el 19 de abril de 2016, un varón llamado Alejandro. El 31 de agosto de 2017 nació el segundo, el Príncipe Gabriel. Los cuatro miembros de la familia se instalaron en Villa Solbacken, la casa que Carlos Felipe heredó de la Princesa Lilian y que tuvo que ser reformada. El 28 de abril de 2021 nació su tercer hijo, Julian Herbert Folke, que recibió la dignidad de Príncipe de Suecia y el título de Duque de Halland.
