El fill major i hereu de Francesc María II, duc d'Urbino. Els seus pares eren cosins.[1]
El seu pare Francesc María II della Rovere, estava ansiós per tindre hereus del Ducat d'Urbino. La seva primera esposa va morir el 1598 sense fills. Després d'obtenir el permís del Papa per a casar-se, el 1599 es va casar amb la seva cosina Livia della Rovere per a evitar l'extinció de la dinastia. Frederic Ubald era el producte d'aquest segon matrimoni. A l'edat de 16 anys, li va succeir al ducat d'Urbino el 14 de maig del 1621.[1]