里德里希·威廉是梅克伦堡-施特雷利茨大公格奥尔格与黑森-卡塞尔的玛丽的长子，1819年10月17日生于梅克伦堡-施特雷利茨大公国首都新施特雷利茨。他的祖辈详见下表：弗里德里希·威廉在新施特雷利茨度过了童年。青年时曾在波恩求学，完成学业后周游了意大利、瑞士等国。1860年9月6日，父亲格奥尔格大公去世，他继位成为梅克伦堡-施特雷利茨大公。弗里德里希·威廉统治期间，梅克伦堡-施特雷利茨先后加入了北德意志邦联和德意志帝国。弗里德里希·威廉于1904年去世，他的独子阿道夫·弗里德里希五世成为他的继承