È il terzo figlio di Juan Carlos I di Spagna, suo predecessore sul trono spagnolo, e di Sofia di Grecia. Dopo l'abdicazione del padre, resa effettiva il 18 giugno 2014, gli succede al trono il 19 giugno seguente.
Sposa Letizia Ortiz nel 2004 e con lei ha due figlie, Leonor (2005) e Sofia (2007)