Fue un rey poco inclinado a los asuntos de gobierno, que dejó en gran medida en manos de su esposa María Luisa de Parma y del amante de ésta, Manuel Godoy.
Inicialmente siguió el consejo de su padre de mantener en el poder a Floridablanca, pero en 1792 acabó por sustituirlo, primero por el conde de Aranda y luego por Godoy, que se mantendría como valido hasta el final del reinado.
El reinado de Carlos IV vino marcado por la Revolución francesa de 1789, que puso fin a los proyectos reformistas de la etapa anterior y los sustituyó por el conservadurismo y la represión, ante el temor a que tales hechos se propagaran a España.
Desde 1792, además, el desarrollo de los acontecimientos en Francia condicionó la política internacional en toda Europa y arrastró también a España: tras la ejecución de Luis XVI por los revolucionarios, España participó junto a las restantes monarquías europeas en la Guerra de la Convención (1794-95), en la que resultó derrotada por la Francia republicana.
Cambió entonces Godoy el signo de la política exterior, alineándose España con Francia por los dos tratados de San Ildefonso (1796 y 1800); en consecuencia, España colaboró con Francia en su guerra contra Inglaterra de 1796-97, de nuevo en 1801 atacando a Portugal (Guerra de las Naranjas, que proporcionó a España la población de Olivenza) y, por último, en 1805, poniendo la flota española a disposición de Francia para enfrentarse a Gran Bretaña en la batalla de Trafalgar (en la que se perdió la escuadra).
Con tal sucesión de guerras se agravó hasta el extremo la crisis de la Hacienda. Los ministros de Carlos IV se mostraron incapaces de solucionarla, pues el temor a la revolución les impedía introducir las necesarias reformas, que hubieran lesionado los intereses de los estamentos privilegiados, alterando el orden tradicional.
La descomposición de la monarquía se agudizó tras el Motín de Aranjuez (1808), por el que el príncipe heredero, Fernando VII el deseado, apartó a su padre del Trono y se puso en su lugar.
Carlos IV llamó entonces en su auxilio a Napoleón, con quien había acordado poco antes dejar paso libre a las tropas francesas para invadir Portugal y repartir luego el país entre ambos; pero, aprovechando la debilidad de los Borbones españoles, Napoleón prefirió ocupar también España (dando comienzo la «Guerra de la Independencia», 1808-14) y se llevó a la familia real a Bayona (Francia).
Allí hizo que Fernando VII devolviera la Corona a Carlos, que a su vez se la cedió a Napoleón -como le había prometido-, para que éste terminara por entregarla a su hermano José I.
Carlos permaneció prisionero de Napoleón hasta la derrota final de éste en 1814; pero en aquel año fue Fernando VII el repuesto en el Trono español, manteniendo a su padre desterrado por temor a que le disputara el poder.
Carlos y su esposa murieron exiliados en la corte papal. Murió en Roma en 1819.