W 1756 roku wyjechał na wyspę Minorka, gdzie jego brat Ludwik dowodził Fortem św. Filipa. Brał udział w wielu bitwach wojny siedmioletniej. Od 1769 roku przez prawie 20 lat przebywał w Montbéliard, gdzie zarządzał tą częścią księstwa. Gdy w 1786 roku jego brat przejął władzę w Montbéliard, Fryderyk zaczął ponownie podróżować. W 1791 roku król pruski Fryderyk Wilhelm II przekazał mu zarządzanie Brandenburgią-Ansbach i Brandenburgią-Bayreuth wraz z tytułem generalnego gubernatora.
Ludwik Eugeniusz zmarł w 1795 roku pozostawiając trzy córki. W związku z tym Fryderyk wstąpił na tron Wirtembergii. Krótko po przejęciu władzy stawił opór armii francuskiej. Stoczył bitwę pod Kniebis, którą przegrał. 7 sierpnia 1796 roku podpisał w Paryżu porozumienie, na mocy którego Wirtembergia miała pozostać neutralna w czasie wojny Francji z II koalicją, wojska francuskie mogły swobodnie przebywać na terenie księstwa, oraz musiał zapłacić 8 milionów franków kontrybucji.
Odznaczenia Był wielkim mistrzem Orderu Myśliwskiego (później order ten był trzykrotnie przemianowany i znany pod nazwami: Order Wielki Elektorski Wirtemberski, Order Orła Złotego, Order Korony Wirtemberskiej) i Orderu Wojskowego św. Karola. Odznaczony rosyjskimi Orderem św. Andrzeja i Orderem św.