Fils du grand-duc Franz Friedrich III 1851-1897 et de la grande-duchesse Anastasia Mihaïlovna de Russie 1860-1922, il monta sur le trône en 1897 (sous régence jusqu'en 1901 du duc Johann Albrecht zu Mecklenburg 1857-1920)
A la mort d'Adolf Friedrich VI, grand-duc de Mecklembourg (branche de Strelitz), en 1918, il devint régent de ce grand-duché (le dernier membre dynaste de la branche de Strelitz, le duc Carl Michael de Mecklembourg-Strelitz 1864–1934 avait combattu dans l'armée russe jusqu'en 1917, ce qui rendait impossible qu'il monte sur le trône, d'ailleurs, il renonça formellement à la succession en janvier 1919).
Il fut forcé d'abdiquer le 14 novembre 1918
Du 16 novembre 1918 à septembre 1919, l'ancien souverain et sa famille ont vécu au château de Sorgenfri au Danemark.
Le grand-duc et sa famille rentrèrent en Allemagne en 1919 puis s'installèrent de nouveau à Ludwigslust à l'automne 1920 après qu'un accord avec le Land de Mecklembourg-Schwerin sur l'indemnisation de ses biens confisqués ait été trouvé. Il se consacra alors à l'élevage de chevaux, à l'équitation et à la chasse.
En 1945, avec l'arrivée de l'Armée Rouge, il fut obligé de fuir Ludwigslust. On dit qu'il tomba malade pendant cette fuite, le manque de soins et de nourriture auraient précipité sa mort.
De son mariage avec la princesse Alexandra de Hanovre, il eut 5 enfants dont deux fils:
-Friedrich Franz, grand-duc héréditaire von Mecklenburg 1910-2001
-Duc Christian Ludwig zu Mecklenburg 1912-1996