卡洛二世·貢扎加於1629年出生，是馬耶訥公爵卡洛·貢扎加和瑪麗亞·貢扎加的獨子。1637年，卡洛在祖父曼圖亞公爵卡洛一世·貢扎加去世後繼承了祖父的爵位，在其統治的頭十年里由其母瑪麗亞攝政。1649年11月7日，卡洛與前奧地利大公利奧波德五世的女兒伊莎貝拉·克拉拉結婚。這場婚姻是兩國之間的外交手腕，這對夫婦只有一個孩子，即後來的曼圖亞公爵費迪南多·卡洛·貢扎加。在兒子出生後，卡洛和伊莎貝拉·克拉拉的婚姻名存實亡，他與女貴族瑪格麗塔·德拉羅維爾繼續交往，還與閹人歌手阿托·梅拉尼等男性發生過性關係。哈羅德·安東在其著作《最後的美第奇（The Last Medici）》中記錄道，卡洛在性交過程中去世。卡洛試圖恢復其家族作為藝術贊助者的傳統，並且試圖重新擴充其家族的藝術藏品，以往的藏品大部分都被他的先輩賣掉了。1657年，卡洛將佛蘭德畫家兼版畫複製匠丹尼爾·范·登戴克任命為他的官方宮廷畫師、建築師、建造項目鑑定人和劇院舞台設計工程師。在登戴克去世後，卡洛又於1663年4月4日將另一位來自佛蘭德的畫家弗朗斯·格菲爾斯任命為新任宮廷畫師。1659年，卡洛把訥韋爾和勒泰勒公國出售給法國事實上的攝政王儒勒·馬扎然，自此，兩地成為了法國的一部分。
