Fiorentino aloitti taideopiskelunsa Andrea del Sarton työpajassa yhdessä aikalaisensa Pontormon kanssa. Vuoden 1527Rooman valloituksen ja ryöstön jälkeen Fiorentino muutti Ranskaan, jossa asui kuolemaansa asti. Hän pääsi Frans I:n hoviin ja oli yhdessä Francesco Primaticcion kanssa merkittävimpiä taiteilijoita, joka työskenteli Fontainebleaun linnassa, jossa Fiorentino vietti suuren osan elämästään. Primaticcio otti päävastuun linnan taiteellisesta puolesta Fiorentinon kuoleman jälkeen.