На 14 май 1621 г. 72-годишният му баща го номинира за княз на Урбино и му дава управлението на херцогството и се оттегля в Урбания. Младият княз умира през 1623 г. внезапно в Урбино, вероятно отровен.
След смъртта му Франческо Мария II предава през 1625 г. Херцогството Урбино на папа Урбан VIII и се оттегля в Урбино, където умира през 1631 г.
Фамилия
Федерико Убалдо се жени на 16 години през 1621 г. за Клавдия де Медичи. Те имат една дъщеря: