Narodil sa 8. septembra 1633 vo Viedni ako prvorodený syn cisára cisára Ferdinanda III. Habsburského a jeho prvej manželky infantky Márie Anny Španielskej.
Od útleho detstva bol pripravovaný na úlohu otcovho nástupcu v rímskonemeckej ríši. 5. augusta 1646 bol korunovaný za českého kráľa a 16.júna 1647 sa konala jeho korunovácia v Prešporku. Stal sa tak Uhorským kráľom Ferdinandom IV. Mal iba 13 rokov.
Otcovým vrcholným cieľom však bolo zaistenie nástupníctva pre Ferdinanda i na cisárskom tróne. Tu však okolnosti súvisiace s postupným upadaním cisárskej moci v ríši po tridsaťročnej vojne a s narastaním suverenity jednotlivých ríšskych kniežat spôsobovali Ferdinandovi III. problémy.
Vďaka diplomatickým jednaniam jeho otca sa podarilo získať rozhodujúcu podporu pri synovej voľbe za rímskeho kráľa a 17.júna 1653 sa v Regensburgu konala jeho korunovácia za rímskeho cisára. Ferdinand IV. sa tak stal predurčeným nástupcom Ferdinanda III. v cisárskej hodnosti. Plánovala si i jeho ženba so španielskou princeznou Máriou Teréziou, staršou dcérou kráľa Filipa IV. K tomuto sobášu, rovnako ako k jeho samostatnej vláde, však nikdy neprišlo.
V lete roku 1654 ťažko ochorel, pravdepodobne na pravé kiahne a vo veku nedožitých 21 rokov zomrel. Bol pochovaný do rodinnej hrobky Habsburgovcov v kláštore viedenských kapucínov. Po jeho smrti sa cesta na habsburský trón otvorila jeho mladšiemu bratovi Leopoldovi, ktorý sa pôvodne pripravoval na cirkevnú dráhu.