Dopo la morte di Enrico VII Federico si candidò al trono imperiale, ma, su suggerimento dell'arcivescovo di Magonza, Peter von Aspelt, nel voto per l'elezione dell'imperatore, avvenuta nell'ottobre 1314, Ludovico il Bavaro ottenne 4 voti, mentre Federico riuscì a raccoglierne solamente tre. Ludovico precedette Federico anche con l'incoronazione ad Aquisgrana. Federico venne incoronato imperatore a Bonn, dall'arcivescovo di Colonia. Dopo lunghi anni di guerra civile la vittoria sembrò andare a Federico, che aveva ottenuto un grandissimo aiuto da parte del fratello Leopoldo. Ma nella Battaglia di Mühldorf (28 settembre 1322) l'esercito di Federico subì una gravissima sconfitta, ed egli stesso, assieme ad altri 1300 nobili austriaci e salisburghesi, venne fatto prigioniero.