Aangezien zijn oudere broers hoger in de lijn van erfopvolging stonden dan hij, volgde Frederik een militaire carrière. In 1654 werd hij officier in het Zweedse leger. Tijdens de Noordse Oorlog raakte Frederik in 1659 tijdens een onweer boven Kopenhagen zo zwaar gewond, dat zijn rechteronderbeen geamputeerd moest worden. Voortaan moest hij een houten prothese dragen. Desondanks werd hij hetzelfde jaar tot generaal-majoor bevorderd en werd hij door koning Karel X van Zweden benoemd tot stadhouder van Lijfland. Na de dood van Karel X in 1660 en de Zweedse nederlaag in de Noordse Oorlog, verliet Frederik in 1661 het Zweedse leger.