Károly Gusztáv herceg 1972-ben, a müncheni olimpián a király megismerkedett Silvia Renate Sommerlath-tal, egy német üzletember lányával, aki Brazíliában nőtt fel. Az uralkodó beleszeretett, majd 1976. június 19-én feleségül is vette Silviát, akiből Szilvia néven királyné lett. A királyi párnak három gyermeke született:

• Viktória svéd koronahercegnő (1977. július 14.)
• Károly Fülöp herceg (1979. május 13.)
• Madeleine hercegnő (1982. június 10.)

1973. szeptember 15-én, huszonhét évesen lépett a svéd trónra, és szinte azonnal nagy népszerűségre tett szert népe körében. Névnapja (január 28.) és születésnapja hivatalos ünnep Svédországban. A király 1991-ben hivatalos látogatást tett Magyarországon.