Công tước Karl chính thức lên ngôi vua Thụy Điển vào ngày 24/2/1604, sau khi Nghị viện tuyên bố Sigismund đã từ bỏ ngôi vua Thụy Điển. Chính thức đăng quang kể từ ngày 15/3/1607, Karl IX đã biến Thuỵ Điển thành một nước quân chủ thiên về quân sự. Lợi dụng nước Nga đang khủng hoảng do nội loạn trong nước và Ba Lan đang là kẻ thù truyền kiếp của Thụy Điển, Karl IX gây chiến với Livonia và Ingria, duy trì Chiến tranh Ba Lan-Thụy Điển (1600-1611). Đến cuối triều đại, Karl bắt đầu tiến đánh Đan Mạch để chiếm vùng Lappland.

Trong tất cả các cuộc chiến tranh, ông đã ít nhiều thành công, do một phần là ông có quyết định sáng suốt; phần nữa là may mắn. Chính sách đối ngoại dựa trên chiến tranh mà ông là người mở đường đã để lại dấu ấn trên đường lối ngoại giao của Thuỵ Điển trong hơn một thế kỷ sau đó. Trong thời gian ông ở chiến trường, vị Tể tướng Thụy Điển Erik Larsson Sparre (1593 - 1600), Svante Turesson Bielke (1602 - 1609) thay ông giữ quyền triều chính. Khi đang chiến tranh với Đan Mạch, ông bất ngờ qua đời và con trai là Gustav II Adolf kế vị. Mặc dù bị đánh giá là một người độc ác, vô nhân đạo; nhưng ông chính là người củng cố công việc của Gustav I, việc tạo ra một nhà nước Tin Lành vĩ đại; ông đã chuẩn bị đường cho việc xây dựng đế chế Tin lành của Gustavus Adolphus