I 1619 gjorde protestanterne i Bøhmen oprør mod den katolske Tysk-romerske kejser Ferdinand II og tilbød Frederik kronen. Han blev valgt, fordi han var et betydningsfuldt medlem af Den Protestantiske Union, som hans far havde grundlagt for at beskytte protestanterne i kejserriget. Frederik sagde ja til tronen, og det er ofte nævnt som det, der udløste Trediveårskrigen. Men hans allierede i Den protestantiske Union var ikke parate til at støtte ham militært og underskrev i stedet Traktaten i Ulm (1620). Hans korte regeringstid som konge af Bøhmen sluttede med hans nederlag i Slaget ved Det Hvide Bjerg den 8. november 1620 – et år og fire dage efter hans kroning. Efter slaget invaderede de kejserlige styrker Pfalz, og han måtte flygte til Holland i 1622. Kejseren udstedte en befaling, der fratog ham kurfyrstendømmet i 1623.