Tot i néixer al palau de Montbéliard, la seva família es traslladà a Stuttgart, quan ell tenia només cinc anys. En morir el seu pare, el 1608, Joan Frederic el va succeir al capdavant del ducat de Württemberg, així com del principat de Montbéliard amb el títol de comte.
El 1608, els prínceps protestants van abandonar la Dieta de l'Imperi i es van reunir a Anhausen, prop de Nördlingen, per constituir la Unió Protestant. Son pare havia començat les negociacions després de l'ocupació de la ciutat de Donauwörth per part de les tropes imperials. La Unió protestant fou dissolta el 1621, poc després de l'inici de la Guerra dels Trenta Anys.[2]
Joan Frederic va prometre, llavors, fidelitat a l'emperador. Malgrat la teòrica neutralitat després de la batalla de Wimpfen, el 1622, on va morir son germà, els guanyadors van envair el nord del ducat de Württemberg, i s'hi van quedar durant els anys següents, hi van fer molts estralls.
El 1617, Joan Frederic i els seus germans, Lluís Frederic, Juli Frederic i Frederic Aquil·les i Magnus, acordaren que el comtat de Montbéliard i totes les seves dependències fossin cedides a Lluís Frederic. Per la seva banda, Juli Frederic va rebre les terres de Brenz Weiltingen. Així van néixer les dues branques paral·leles de Württemberg-Montbéliard (extingida el 1723) i de Württemberg-Weiltingen (extingida el 1792). Finalment els altres dos germans, Frederic Aquil·les i Magnus van rebre els castells de Neuenstadt i de Neuenburg respectivament.[2]