奥地利的唐·胡安·何塞去世后，卡洛斯二世开始亲政。1679年11月19日，卡洛斯二世迎娶法王路易十四的侄女，奥尔良郡主玛丽·路易丝为妻。然而在新婚之后卡洛斯二世却被诊断为阳痿，没有生育后代的能力。在玛丽·路易丝于1689年去世后，卡洛斯二世又续娶了普法尔茨·诺伊堡的玛利亚·安娜为第二任妻子，然而这次婚姻和第一次一样毫无结果。卡洛斯二世无法生育后代的现实也让欧洲各国君主看到了霸占西班牙王位的机会，这为日后西班牙王位继承战争埋下了伏笔。
可以说当卡洛斯二世被诊断为阳痿、不可能有子嗣之后，哈布斯堡家族在西班牙的统治就已不再那么稳固了。有权继承西班牙王位的有3位王子，分别为法国安茹公爵费利佩、巴伐利亚亲王约瑟夫·费迪南德和奥地利的卡尔大公。他们的继承权都是建立在与卡洛斯祖父费利佩三世的血缘关系上的。其中巴伐利亚亲王约瑟夫-费迪南德和奥地利的卡尔大公都是哈布斯堡家族的成员（属于神圣罗马帝国），前者是神圣罗马帝国皇帝利奥波德一世的外孙，后者则是利奥波德一世的次子。而安茹公爵费利佩却是波旁王朝的成员，因为他是大名鼎鼎的法国“太阳王”路易十四的次孙。路易十四对于西班牙王位觊觎已久，自然不会放过这千载难逢的机会。
1698年10月11日，法国、英国、荷兰在海牙签定第一份条约：承认巴伐利亚亲王约瑟夫·斐迪南德为西班牙王位和除意大利以外西班牙领土的继承人；法国得到西西里和那不勒斯，奥地利得到米兰，但利奥波德一世却立即拒绝了此条约，继续支持次子卡尔大公的继承权。次年初，卡洛斯二世立下遗嘱，将西班牙领土全部留给巴伐利亚亲王约瑟夫·斐迪南德，然而风云突变的是，随后不久的2月6日费迪南德便突然去世了（有人认为费迪南德死于谋杀，但并没有证据）。
于是法国、英国、荷兰签定了第二份条约：承认卡尔大公为西班牙王位和除意大利以外西班牙领土的继承人；法国得到西班牙在意大利的领土。然而这一条约再次遭到利奥波德一世的拒绝。这时，全欧洲都在等待卡洛斯二世的答复。西班牙国内的贵族阶级由于希望保持西班牙海外殖民地的完整，支持安茹公爵费利佩为继承人，前提是他放弃法国王位的继承权，以避免日后出现法西合并的尴尬局面。最终，卡洛斯二世在他们的逼迫下立嘱指定费利佩为继承人，这就意味着哈布斯堡家族在西班牙的统治突然间就进入了倒计时状态。
老年路易十四的画像，大约作于1701年西班牙王位继承战争的开始之时。他对西班牙王位的强硬态度导致了这场欧洲大战的爆发(www.xing528.com)
事实上，卡洛斯二世心里自然有一万个不愿意将家族在西班牙的前途葬送在自己手上，然而，懦弱的他又对此无能为力。据记载，当大臣再次宣读这份立费利佩为继承人的遗嘱时，这位几乎成废人的国王（卡洛斯二世生前最后几年头发已经脱光，耳聋，视力几乎降至最低，牙齿所剩无几，同时还患有严重的癫痫）落下了伤感的泪水。他悲叹到：“这是上帝给予又夺走的帝国。”人们还多次听见他低声自言自语地说着：“朕已经一文不值了。”
1700年11月1日，病危已久的卡洛斯二世终于去世，这位17世纪欧洲最可悲的君王距其39岁生日仅有5天而已。哈布斯堡家族在西班牙的统治在这一天亦宣告终结。法国的安茹公爵费利佩即位成为新的西班牙国王，史称费利佩五世，成为西班牙波旁王朝的第一位君主。然而事情并没有就此结束，由于奥地利对西班牙王位的要求以及英国、荷兰对路易十四在继承权一事上所作所为的不满，爆发了一场欧洲大部分国家和邦国都参加的大战，这便是长达13年之久的西班牙王位继承战争（1701—1714）。
卡洛斯二世晚期的一幅画像。也许他在早年被诊断为阳痿后已经预见了帝国可能遭遇的继承权危机，但却没料到家族在自己手上以如此悲惨的结局收场
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