Предопределен за църковна кариера, през младостта му чичо му поема пряка грижа за неговото образование. На 16-годишна възраст, през 1589 г., той вече е абат комендатор на Гротаферата. На 6 март 1591 г. е направен кардинал дякон от папа Григорий XIV и е най-младият италиански кардинал.
На 11 януари 1621 г., като кардинал-протодякон, той избира ордена на кардиналите презвитери, без да получи никаква титла. На 3 март избира за ордена на кардиналите епископи и за подградската катедра на Сабина. Той е ръкоположен за епископ на 2 юли в Църквата на Исус в Рим от кардинал Роберто Белармино, подпомаган от Диофебо Фарнезе, титулярен латински патриарх на Йерусалим, и от Галеацо Санвитале, архиепископ на Бари. На 27 септември 1623 г. избира предградието на Фраскати. В периода, в който заема това място, той работи, за да придаде престиж на катедралата, увеличава броя на духовниците от 4 на 10, избирайки ги измежду най-бедните, интелигентни и честни хора, и я дарява с мощите на Свети Филип Нери. Принц на Херцогство Кастро и Рончильоне, от 1622 г. е регент на Херцогство Парма и Пиаченца до смъртта си на 21 февруари 1626 г. Тялото му е пренесено в Рим и погребано пред главния олтар на Църквата на Исус. За да осигури тази църква с настаняване на йезуитите, кардиналът харчи 100 000 скуди, като строи т. нар. „Casa Professa dei Jesuiti“ до самата църква по проект на Джироламо Райналди, в която е включена малката къща, където Игнатий Лойола прекара последните си години.
Следвайки традицията на своето семейство Одоардо също е важен меценат: вика Анибале Карачи на своя служба, за да го накара да украси някои зали на Палацо Фарнезе - Камерино Фарнезе и известната Галерия, и поверява на Доменикино първата си важна публична поръчка, а именно стенописите на абатството „Свети Нил“ в Гротаферата.
