Carlos Luis II nació en Langenburg, entonces en el Reino de Wurtemberg, como el primero de los vástagos del príncipe Ernesto I de Hohenlohe-Langenburg (hijo del príncipe Carlos Luis I de Hohenlohe-Langenburg y de la condesa Amalia Enriqueta de Solms-Baruth) y de su esposa, la princesa Feodora de Leiningen (1807-1872), hija del príncipe Emico Carlos de Leiningen (2.º príncipe de Leiningen) y de la princesa Victoria de Sajonia-Coburgo-Saalfeld. Su madre era la media-hermana de la reina Victoria del Reino Unido.

Después de vivir en Dresde y Gotha con motivos educativos, estudió tres semestres de leyes en la Universidad Federico Guillermo en Berlín (1850-51). Después pasó varios años en Langenburg preparándose para su puesto venidero como noble. No fue hasta mediados de la década de 1850 que impulsó una carrera militar en el Ejército austríaco, y más tarde en el Ejército de Wurtemberg, aunque fue seleccionado en 1848 como oficial de Wurtemberg.

A la muerte de su padre el 12 de abril de 1860, Carlos Luis heredó el título de príncipe de Hohenlohe-Langenburg (en alemán: Fürst zu Hohenlohe-Langenburg).^[1]​ Sin embargo, renunció al mismo el 21 de abril de 1860 en favor de su hermano menor, Hermann, después de que procurara materializar un matrimonio desigual.^[1]​ No obstante, mantuvo el título de príncipe (en alemán: Prinz).

Carlos Luis contrajo matrimonio morganático el 22 de febrero de 1861 en París con María Grathwohl (1837-1901), la mayor de las hijas de Georg Andreas Grathwohl y de su esposa, Friederike Meyer.^[1]​ Su esposa, incapaz de compartir su título, fue creada Baronesa von Bronn en la nobleza de Wurtemberg. Este título fue hecho heredable para todos sus hijos y legítimos descendientes en línea masculina.

Tuvieron tres hijos:

• Barón Carl von Bronn (25 de enero de 1862-28 de septiembre de 1925); en 1911, fue elevado al título de Príncipe de Weikersheim por el emperador Francisco José I de Austria,^[1]​ por los servicios civiles rendidos al Imperio austríaco. Desposó a la condesa Marie Czernin von und zu Chudenitz en 1899, y tuvieron descendencia.
• Baronesa Victoria von Bronn (8 de enero de 1863-10 de octubre de 1946), desposó en 1879 a Ernst Ritter von Manner und Mätzelsdorf, sin descendencia.
• Baronesa Beatrix von Bronn (14 de octubre de 1868-17 de abril de 1932).

• 25 de octubre de 1829-12 de abril de 1860: Su Alteza Serenísima el príncipe Carlos Luis de Hohenlohe-Langenburg.
• 12 de abril de 1860-21 de abril de 1860: Su Alteza Serenísima el príncipe de Hohenlohe-Langenburg.
• 21 de abril de 1860-16 de mayo de 1907: Su Alteza Serenísima el príncipe Carlos Luis de Hohenlohe-Langenburg.

• thePeerage.com - Carl Ludwig Wilhelm Leopold Prinz zu Hohenlohe-Langenburg
• Genealogics - Leo van de Pas - Karl, 5.Fürst zu Hohenlohe-Langenburg
• Genealogisches Handbuch des Adels, Fürstliche Häuser, Reference: 1956