Som eneste arvetager til sin fars virksomhed fik Carl Jacobsen også en uddannelse som brygger og tog på ophold i udlandet for at dygtiggøre sig inden for bryggerkunsten.
Men forholdet til faderen var kompliceret, og efter at J.C. havde testamenteret sine bryggerier til Carlsbergfondet, var far og søn ikke på talefod i fire år.
Carl Jacobsen stiftede i 1902 Ny Carlsbergfondet sammen med sin hustru Ottilia (1854-1903), og efterfølgende blev de to Carlsberg-bryggerier slået sammen i et fond med Carl Jacobsen som direktør.
Lige som sin far nærede Carl Jakobsen stor fædrelandskærlighed til det danske samfund, hvilket også afspejlede hans donationer til forskellige projekter. Han var særlig optaget af kunst – hvilket også var Ny Carlsbergfondets primære formål at støtte. Hans store kunstsamling fik til huse ved siden af hans privatbolig i Ny Carlsberg Glyptotek. Sidenhen testamenterede han samlingen til Københavns Kommune og staten, og den blev i 1897 flyttet til nyopførte bygninger på Dantes Plads, hvor samlingen stadig er at finde. Omkring år 1900 var han Københavns største bygmester og med legatet Albertinas oprettelse i 1879 donerede han penge til udsmykningen af Københavns parker og anlæg. Han var blandt andet stifter af Det danske Kunstindustrimuseum og forestod restaureringen af Nikolaj Spir på Nikolaj Kirke.
Sin position inden for kunstverdenen fik han cementeret, da han i 1899 blev æresdoktor ved Københavns Universitet om end udnævnelsen skabte stor furore i samtiden. Dertil fik han flere danske og udenlandske udmærkelser – blandt andet blev han Ridder af Dannebrog i 1888, lige som hans far blev det i 1860.
Carl Jacobsen døde i 1914. Ved hans død indbød man 2000 mennesker til en mindefest til ære for ham i rådhushallen i København.
