Fragilisé à la cour du fait de l'engagement de ses frères pour la Réforme, partagé entre sa fidélité au pape et la défense des intérêts familiaux contre d’autres maison rivales, il favorisa néanmoins la lutte contre le protestantisme et s’évertua, parfois avec succès, à ramener au catholicisme les princes de sa famille.
Toujours placé au premier rang des grandes cérémonies de la cour du fait de son statut de prince de sang, sa présence au sein du conseil royal était un gage de légitimité pour un gouvernement en manque de reconnaissance. Familier de Catherine de Médicis, il était la caution idéale aux manœuvres de cette dernière qui l'emmenait souvent dans ses voyages, surtout pour servir de contact privilégié avec les princes révoltés de sa famille.
A la mort de François d’Anjou (1584), frère cadet d’Henri III et éternel trublion, la Ligue catholique décida de l’imposer comme héritier d’Henri III en excluant de la succession à la couronne tous les protestants. Tout flatté par tant de sollicitations, inconscient d’être manipulé et sujet de toutes les railleries, le cardinal se laissa entraîner dans le traité de Joinville avec le roi d’Espagne ce qui lui valut d’être arrêté lors des Etats généraux de Blois en 1588, le jour de l’exécution d'Henri de Guise.
Il était toujours séquestré quand, à la mort d’Henri III, les ligueurs le reconnurent comme le seul roi de France légitime, et proclamé sous le nom de Charles X par le Parlement de Paris le 5 mars 1590.
Deux mois plus tard, après avoir reconnu Henri IV comme roi de France, le pion royal et roi fantoche mourait abandonné, et en pleine « confusion de pensée », dans la prison de Fontenay-le-Comte (Vendée).
Charles Ier de Bourbon fut inhumé dans le chœur de la chartreuse de Gaillon-lez-Bourbon qu’il avait fondée. Après l’incendie de 1764 qui détruisit, notamment, le tombeau de Charles de Bourbon-Soissons , ses restes furent rassemblés avec ceux d’autres membres de sa famille.
Au-dessus de ce nouveau caveau, les moines scellèrent une grande épitaphe de marbre noir qui rappelle, entre autres, sa mémoire. Cette épitaphe est conservée dans l’église Saint-Georges d’Aubevoye (Eure).
Ses entrailles, placées dans une urne, restèrent dans l’église de Fontenay-le-Comte où elles avaient été déposées.