Fue hijo del príncipe Felipe I de Este, I marqués de San Martino in Rio y de Lanzo y de María de Saboya, hija natural de Manuel Filiberto, duque de Saboya.^[3]​

Inició su carrera siendo nombrado por Carlos Manuel I, duque de Saboya como gobernador de Niza y general de su caballería ligera. En 1603 viajó a España acompañando a los príncipes Felipe Manuel, Víctor Amadeo y Manuel Filiberto, hijos mayores del duque de Saboya, que partieron a la corte española de su tío Felipe III para completar su educación.^[4]​ Llegaron a Valladolid, en aquellos momentos corte, a finales de agosto de dicho año.^[5]​ En 1616, decidió pasar al servicio de Felipe III de España y renunciar a sus cargos en los estados del Duque de Saboya. En España siempre fue conocido bajo el título de marqués de Este.^[6]​^[7]​^[8]​ Su primer empleo al servicio de Felipe III fue el de general de caballería del Ducado de Milán en 1616. Posteriormente, en 1619 fue nombrado consejero íntimo del emperador Matías y en 1623, príncipe del Sacro Imperio. En 1623 Felipe IV pone casa a su hermano el cardenal infante don Fernando y Carlos Filiberto es nombrado como su caballerizo mayor y gentilhombre de cámara.^[9]​^[10]​^[8]​ Sirvió a este príncipe hasta su muerte en 1641 y también en Alemania y Flandes.^[3]​

Había contraído matrimonio en 1606 con doña Luisa de Cárdenas, hija primogénita de don Bernardino de Cárdenas, señor de Colmenar de Oreja y a su muerte sucesora en sus títulos y señoríos, de la que no tuvo hijos.^[11]​^[1]​^[3]​

Asimismo, casó en segundas nupcias con Livia Marini Castagna (1600- ¿?), con la que tampoco tuvo descendencia.^[11]​^[1]​^[3]​^[12]​

Murió el 26 de mayo de 1652 en Milán y fue sepultado en la colegiata de San Martino in Rio.^[3]​

• 1594: Príncipe de Ferrara, Módena y Reggio.^[13]​
• 23 de marzo de 1619: Príncipe del Sacro Imperio Romano Germánico.^[13]​
• II Marqués de San Martino in Rio.^[13]​
• III Marqués de Borgomanero y Porlezza.^[13]​
• 1616: I Marqués de Santa Cristina.^[13]​
• IV Conde de Corteolona.^[13]​
• Señor de Campogalliano, Rodeglia, Castellarano, San Cassiano y del Vicariato de Belgioioso.^[13]​
• En España fue conocido bajo el título de Marqués de Este.^[14]​^[15]​^[16]​^[17]​^[18]​

• 1616: Caballero de la Orden del Toisón de Oro.^[13]​^[3]​^[19]​^[20]​^[8]​
• 2 de febrero de 1602-1616: Caballero de la Suprema Orden de la Santísima Anunciación.^[13]​^[3]​

• Gentilhombre de cámara del Rey de España.^[3]​^[13]​
• Caballerizo mayor y gentilhombre de cámara del cardenal-infante don Fernando.^[3]​^[13]​^[14]​^[9]​^[8]​
• 23 de marzo de 1619: Consejero íntimo del emperador Matías del Sacro Imperio.
• 1602-1606: Primer general de la caballería ligera del Duque de Saboya.
• Gobernador de Niza.

1. ↑ ^{a b c} «Carlo Filiberto d'Este». roglo.eu. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
2. ↑ «Archivio di Stato di Modena Archivio Segreto Estense sezione Casa e Stato Inventario Tavole e Genealogie della famiglia d’Este». 
3. ↑ ^{a b c d e f g h i} «Carlos Filiberto de Este | Real Academia de la Historia». dbe.rah.es. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
4. ↑ Profeti, Maria Grazia; Redondo, Augustin (1999). Représentation, écriture et pouvoir en Espagne à l'époque de Philippe III (1598-1621): Colloque International, Florence, 14-15 septembre 1998. Alinea Editrice. ISBN 9788881253494. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
5. ↑ Torquemada, Gerónimo Gascón de (1991). Gaçeta y nuevas de la Corte de España desde el año 1600 en adelante. RAMHG. ISBN 9788460078555. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
6. ↑ de), Vicente Bacallar y Sanna San Felipe (marqués (1793). Comentarios de la guerra de España, e historia de su rey Phelipe V. el Animoso, desde el principio de su reynado, hasta la paz general del año 1725 .... M. Garvizza. Consultado el 6 de mayo de 2019. 
7. ↑ Fajardo, Diego de Saavedra; Vaquero, Quintín Aldea (1986). España y Europa en el siglo XVII: correspondencia de Saavedra Fajardo. Editorial CSIC - CSIC Press. ISBN 9788400086978. Consultado el 6 de mayo de 2019. 
8. ↑ ^{a b c d} Coleccion de documentos inéditos para la historia de España. Imprenta de Miguel Ginesta. 1873. Consultado el 6 de mayo de 2019. 
9. ↑ ^{a b} Torquemada, Gerónimo Gascón de (1991). Gaçeta y nuevas de la Corte de España desde el año 1600 en adelante. RAMHG. ISBN 9788460078555. Consultado el 6 de mayo de 2019. 
10. ↑ Gayangos, Pascual de (1875). Catalogue of the Manuscripts in the Spanish Language in the British Museum. William Clowes and sons. Consultado el 6 de mayo de 2019. 
11. ↑ ^{a b} Sousa, António Caetano de (1737). Historia genealogica da Casa Real Portugueza ... (en portugués). Na Officina de JOSEPH ANTONIO DA SYLVA, Impressor da Academia Real. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
12. ↑ Gamberti, Domenico (1659). L'idea di vn prencipe et eroe christiano in Francesco 1. d'Este di Modona, e Reggio duca 8. ... Composto, e di poi descritto, per ordine della medesima altezza dal p. Domenico Gamberti della Compagnia di Gesù (en italiano). per Bartolomeo Soliani stampator ducale. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
13. ↑ ^{a b c d e f g h i j k} «ESTE DI SAN MARTINO». www.genmarenostrum.com. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
14. ↑ ^{a b} Fonseca, Diego ¬de Castejon y (1645). Primacia De La Santa Iglesia De Toledo: Sv Origen, Svs Medras, Svs Progressos En La Continva Serie De Prelados Qve La Governaron, Ia Vista De Las Mayores Persecvciones De La Catolica Religion : Defendida Contra Las impugnaciones de Braga. Coello. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
15. ↑ Fajardo, Diego de Saavedra; Vaquero, Quintín Aldea (1986). España y Europa en el siglo XVII: correspondencia de Saavedra Fajardo. Editorial CSIC - CSIC Press. ISBN 9788400086978. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
16. ↑ «FRIAS,C.888,D.32-36 -». PARES. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
17. ↑ «Bernardino López de Ayala y Velasco | Real Academia de la Historia». dbe.rah.es. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
18. ↑ Fajardo, Diego de Saavedra; Vaquero, Quintín Aldea (1986). España y Europa en el siglo XVII: correspondencia de Saavedra Fajardo. Editorial CSIC - CSIC Press. ISBN 9788400086978. Consultado el 1 de octubre de 2018. 
19. ↑ Beccatini, Francisco (1658). Vida de Carlos III de Borbon, rey católico de España .... Consultado el 1 de octubre de 2018. 
20. ↑ Bunel, Arnaud. «Armorial des Chevaliers de la Toison d'Or». www.heraldique-europeenne.org. Archivado desde el original el 5 de enero de 2017. Consultado el 1 de octubre de 2018.