Król Karol XVI Gustaw wstąpił na tron szwedzki 15 września 1973 r. (przypadkowo w tym samym dniu urodził się jego przyszły zięć Daniel Westling) w wieku 27 lat. Został królem Szwecji po śmierci swojego dziadka, króla Gustawa VI Adolfa.
Był przy łożu śmierci dziadka w Helsingborgu i 16 września wrócił do Sztokholmu jako nowy monarcha.
19 września Karol Gustaw złożył przysięgę na króla Szwecji przed gabinetem, a następnie wystąpił przed parlamentem (Riksdag), korpusem dyplomatycznym i dworem w Rikshall w Pałacu Królewskim. Następnie Jego Wysokość wygłosił tradycyjną mowę żałobną za zmarłego monarchę przed telewidzami na żywo.
Nowy monarcha pojawił się później na balkonie Pałacu Królewskiego, aby pozdrowić zgromadzone tłumy, a następnie wziął udział w prywatnym spotkaniu z gabinetem, na którym ogłosił swoje imię i motto. Karol Gustaw wybrał hasło swojego panowania: „Dla Szwecji – na czas” i powiedział, że będzie panował jako król Karol XVI Gustaw.
Kiedy został monarchą, istniały już plany zmiany niektórych praw w Szwecji dotyczących monarchii, w tym odebrania monarsze części władzy.
Ustawa o rządzie z 1974 roku weszła w życie 1 stycznia 1975 roku i odebrała monarsze większość formalnych uprawnień – pozostawiając mu jedynie funkcje ceremonialne, tak jak jego odpowiednikowi w Wielkiej Brytanii.
Jednakże monarcha w Szwecji ma mniejszą władzę niż monarcha w Wielkiej Brytanii; nie ma on prawa formalnie mianować premiera ani wyrażać królewskiej zgody na projekty ustaw rządowych.
W momencie wstąpienia na tron był kawalerem to spotykał się z urodzoną w Niemczech Silvią Sommerlath. Niespełna trzy lata po objęciu urzędu króla Szwecji ogłosił swoje zaręczyny z Silvią, a w czerwcu 1976 r. wzięli ślub. Mają troje dzieci: Księżniczkę Wiktorię, księcia Karola Filipa i księżniczkę Madeleine. Mają też ośmioro wnucząt.
