Karl August folgte am 28.5.1758 unter Vormundschaft seiner Mutter, der Herzogin Anna Amalie, seinem Vater Ernst August II. Constantin, Herzog von Sachsen-Weimar-Eisenach, auf den Thron. Er erhielt ab 1772 durch Wieland eine ausgezeichnete Ausbildung. Auf einer Reise nach Paris 1774 lernte er Goethe kennen, den er in seine Regierung berief. Weimar wurde damit zu einem der Zentren des deutschen Geisteslebens. Karl August förderte Wissenschaft und Kunst, gründete 1791 das Hoftheater und holte Herder und Schiller nach Weimar. Er hatte eine enge politische Bindung an Preußen. Er gehörte zu den ersten deutschen Fürsten, die eine durch die Wiener Bundesakte 1815 vorgesehene landständische Verfassung einführten. Er starb auf der Rückreise von einem Berlinbesuch.