Prins Frederik ble født klokken 10 om kvelden 31. mars 1723 som den eneste sønnen til kronprins Christian av Danmark og Norge (senere kong Christian VI) og Sophie Magdalene av Brandenburg-Kulmbach. Han var den siste danske prinsen som ble født på det gamle Københavns slott, som stammer fra 1300-tallet og var utvidet og ombygd så mange ganger at murene begynte å gli og sprekke. Slottet ble revet i 1731 og erstattet med en ny moderne kongelig hovedresidens, det første Christiansborg slott, hvorfra Frederik senere kom til å regjere som konge. Den nyfødte prinsen ble oppkalt etter sin bestefar, kong Frederik IV, og ble døpt dagen etter fødselen i kronprinsessens sovegemakk av den kongelige konfessionarius Christen Lemvig.