Hijo del príncipe Guillermo de Prusia y de Augusta de Sajonia-Weimar-Eisenach, Federico era por parte de padre, nieto del rey Federico Guillermo III de Prusia y de su esposa Luisa de Mecklenburgo-Strelitz, mientras que por parte de madre descendía de Carlos Federico, gran duque de Sajonia-Weimar-Eisenach y su mujer, María Pávlovna Románova.