Figlio (n. 1596 - m. Torino 1656) di Carlo Emanuele I; giovanissimo, si dedicò alle armi e partecipò a importanti scontri. Sposò (1625) Maria di Borbone-Soissons, ricevendo il titolo di principe di Carignano; fu così il capostipite, attraverso il figlio Emanuele Filiberto, del ramo omonimo. Dopo il trattato di Cherasco (1631), preoccupato delle mire francesi sulla Savoia, fu fautore dell'alleanza con la Spagna; lasciata Parigi, dov'era ambasciatore, per la Fiandra, incitò il fratello Vittorio Amedeo a unirsi a questa e all'Impero. Scoppiata la guerra, fu sconfitto ad Avain (1635); l'anno successivo comandò uno dei tre eserciti imperiali che minacciavano Parigi. La morte di Vittorio Amedeo I parve agevolare la sua politica antifrancese, ma (1637) Savoia e Francia si allearono. Invano si mise a disposizione della cognata, la duchessa Cristina, per la difesa del paese; e quando (1638-39) temette per la successione nella sua casa, si schierò col fratello Maurizio e gli Spagnoli, conducendo una campagna in cui occupò varî territorî, compresa Torino; ma, mal sostenuto dagli Spagnoli e minacciato dai Francesi, si riconciliò con la cognata e passò quindi al servizio della Francia (1639-40). Poi (1641) tornò ad allearsi con la Spagna, ma davanti al contegno nuovamente ambiguo di questa, concluse (1642), insieme col fratello Maurizio, la pace con la cognata e il re di Francia, ricevendo la luogotenenza di Ivrea e Biella per tutta la minorità di Carlo Emanuele II. A fianco dei Francesi ottenne quindi notevoli successi contro gli Spagnoli in Italia; invano tentò però di prendere Orbetello (1646) e di attaccare Napoli (1648). Nel 1651 la regina madre di Francia lo nominò gran maestro, ma resistette poco nel difficile incarico e invocò il ritorno di Mazarino. Nel 1655 invase la Lombardia e tentò invano di occupare Pavia.