Karel V (Wenen, 1643 - Wels, 1690) was een zoon van hertog Nicolaas II van Lotharingen en Claude van Lotharingen. Karel was voortbestemd voor een religieus leven, maar door de dood van zijn oudere broer, werd hij opvolger van het hertogdom en begon hij een militaire carrière. Hij bracht het tot opperbevelhebber van het keizerlijk leger, maar zijn hertogdom bleef bezet door de Franse troepen,. Hij huwde met Eleonora van Oostenrijk, de dochter van keizer Ferdinand III van het Heilige Roomse Rijk. Uit dit huwelijk stamden:
- Leopold (1679-1729), hertog van Lotharingen
- Karel Jozef (1680-1715), aartsbisschop van Trier (1711-1715)
- Eleonora (1682-1682)
- Karel Ferdinand (1683-1685)
- Jozef (1685-1705), generaal in het keizerlijk leger
- Frans (1689-1715), abt van Malmédy .
