Il était le fils de Philippe de Bourgogne et de Jeanne 1ère comtesse d’Auvergne et comtesse de Boulogne. Il succéda en 1349 à son grand-père le duc de Bourgogne Eudes IV.
Marié en 1357 à Marguerite III de Flandre, fille et héritière de Louis II de Male, comte de Flandre, il mourut prématurément en 1361, à l’âge de quinze ans, sans avoir eu le temps de s’assurer une descendance. Avec lui s’éteignit « par les mâles » la première branche bourguignonne de la maison capétienne.
Le duché fut alors repris par Jean II le Bon, roi de France, se prétendant héritier le plus proche du jeune duc en nombre de degrés civils (en tant que fils de Jeanne de Bourgogne, deuxième fille de Robert II, duc de Bourgogne).
Le roi de France profita en outre de ce qu’il avait été remarié avec la mère du jeune duc pendant une dizaine d’années pour asseoir ses prétentions à un héritage éventuel.
En réalité, si les lois de primogéniture (et non la proximité de parenté) avaient été respectées, c’est à Charles II le Mauvais, comte d’Évreux et roi de Navarre, qu’aurait normalement dû échoir le duché. Il était en effet le petit-fils de Marguerite de Bourgogne, fille aînée du duc Robert II.