Cezar urodził się w Ferrarze jako nieślubny syn Alfonsa d’Este, markiza Montecchio, kuzyna Alfonsa II d’Este (księcia Ferrary i Modeny). Alfons II zmarł bezpotomnie w październiku 1597 roku i Cezar odziedziczył oba księstwo. Mimo że cesarzRudolf II Habsburg uznał prawa Cezara do spadku, to jednak papieżKlemens VIII się sprzeciwił, a Ferrara została zwrócona jako należąca do Państwa Kościelnego – mimo wysiłków młodego księcia, który zwrócił się o pomoc do najważniejszych osobistości tamtych czasów, nie otrzymując od nich oczekiwanej pomocy.
Stolica księstwa została więc przeniesiona do Modeny, gdzie Cezar znalazł się 30 stycznia 1598. Podczas pierwszych lat swoich rządów musiał stawić czoło wielu problemom; musiał zakończyć spór szlachty modeńskiej i ferrarskiej oraz zwalczyć próbę niepodległościową Maro Pio z Sassuolo.
30 stycznia 1586 poślubił Virginię de’ Medici, córkę Cosimo I Medyceusza i Eleonory Toledańskiej. Para miała 10 dzieci:
Virginia miała objawy potęgującej się choroby psychicznej, aż do swojej śmierci, w 1615. Sam Cezar był łagodnym i bardzo religijnym mężczyzną, ale nie posiadał wystarczających umiejętności polityka. Po jego śmierci, jego dobra odziedziczył po nim syn – Alfonso.