Den fremtidige hertugen av Savoia tjenestegjorde i Karls hær under krigen mot Frans I av Frankrike. Der utmerket han seg ved å erobre det franske Hesdin i juli 1553. En måned senere døde faren, og Emanuele Filiberto ble hertug. Det han arvet var nærmest en tom tittel, fordi mesteparten av hertugdømmet hadde vært okkupert og administrert av franskmennene siden 1536. Emanuele Filiberto fortsatte derfor å tjenestegjøre for habsburgerne i håp om å få tilbake landeiendommen sin.