Frederick sinh ngày 3 tháng 6 năm 1843 trong Cung điện Vàng ở Copenhagen với tư cách là Hoàn tử Frederick của Schleswig-Holstein-Sonderburg-Glücksburg, là dòng nam của Nhà Oldenburg, có nguồn gốc từ Christian III của Đan Mạch và vốn đã cai trị không chủ quyền với tước vị công tước của Schleswig-Holstein qua tám thế hệ, trong đó có ông nội của Frederick. Cha mẹ của Frederick là Hoàng tử Christian của Schleswig-Holstein-Sonderburg-Glücksburg và Louise của Hesse-Kassel.

Trong năm 1847, cha của ông đã được lựa chọn như người thừa kế để kế vị ngai vàng Đan Mạch, bởi vì mẹ Frederick là Louise của Hesse-Kassel, có quan hệ huyết thống gần với vua Đan Mạch, và là người cuối cùng của dòng chính Oldenburg (những người thừa kế khác của nhà Hesse đã từ bỏ quyền lợi kế thừa ngai vàng của Đan Mạch để ủng hộ Louise và chồng của bà). Theo đó, Frederick đã trở thành một vị Hoàng tử Đan Mạch vào năm 1847.