Jeho otec, toskánský velkovévoda Ferdinand I. Medicejský, mu ihned v mládí zajistil kvalitní vzdělání: hvězdář Galileo Galilei ho vyučoval v letech 1605 až 1608. V roce 1608 si vzal Marii Magdalenu Habsburskou, dceru arcivévody Karla II. Štýrského. Společně měli osm dětí. Během své vlády si čile dopisoval se svým dětským učitelem. Zemřel v pouhých 30 letech. Po jeho smrti na jeho místo nastoupil jeho syn Ferdinand II. Sám hrál jednu z důležitějších rolí ve válce o mantovské dědictví, ale zabránil zahraniční intervenci. Sám byl zdrženlivý ve vnitrostátní politice, ale vybudoval silné loďstvo. Toto loďstvo pod vedením admirálů Jacopa Inghiramiho a Giulia di Montaut kontrolovalo pohyb Turků ve Středozemním moři a díky tomu měl dobré vztahy s emírem Fakhrem ad-Dinem, prvním libanonským princem, a toto mu také přineslo obchodní výhody v Levantě.