Ikke så meget er kjent om Federico Borromeos oppvekst. Han var sønn av Giulio Cesare Borromeo og hans hustru Margherita Trivulzio og fetter til Carlo Borromeo. Han begynte sin høyere utdannelse i Bologna og Padova. Deretter fortsatte han i 1586 sine studier i Roma der han ble influert av Filippo Neri, Cesare Baronius og Roberto Bellarmino. I år 1580 innledet han sine studier i ekklesiologi.