Ferdinando là con thứ năm của Cosimo I de' Medici và Eleonora di Toledo, con gái của Don Pedro Alvarez de Toledo, Phó vương người Tây Ban Nha của Napoli. Ông được phong làm Hồng y vào năm 1562, lúc ông 14 tuổi và kế vị người anh là Francesco I de' Medici vào năm 1587 lúc ông 38 tuổi. Trong thời gian này, ông đã chứng minh khả năng điều hành của mình ở kinh thành Rôma khi thành lập Villa Medici và thu thập nhiều kiệt tác nghệ thuật, vốn sau đó được ông mang về quê nhà Firenze khi kế vị anh trai.

Ông vẫn giữ chức Hồng y sau khi trở thành Đại Công tước xứ Toscana, cho đến khi kết hôn với Quận chúa xứ Lorraine là Christine vào năm 1589 . Cho đến thời Giáo hoàng Urbanô VIII, các Hồng y không bị bắt buộc trở thành các giáo sĩ xuất gia, mặc dù hầu hết đã được thụ phong linh mục trong thánh của Deacon, Cha xứ, hoặc Giám mục. Do đó, tước vị và quyền lực đi đôi với nhau đã trở thành mục tiêu thèm muốn của nhiều người.

Khi ông qua đời vào năm 1609, để lại bốn người con, người con lớn nhất là Cosimo, thừa hưởng ngai vàng từ ông vào năm 19 tuổi. Con gái của Ferdinando, Claudia (1604–1648) kết hôn với Federico Ubaldo, Công tước xứ Urbino, trong khi người con gái còn lại là Maria Maddalena de' Medici.