30 марта 1842 года Франческо женился на принцессе Адельгунде Баварской, дочери короля Людвига I. В браке родился только один ребенок, принцесса Анна Беатриче (19 октября 1848 - 8 июля 1849).
Продолжал политику отца. Во время революции1848 года бежал в марте 1848 года из своих владений. Власть Франческо V была восстановлена австрийскими войсками.
В 1859 году, после того как население герцогства в ходе плебисцита высказалось за присоединение к Сардинскому королевству, Франческо V выехал в Вену, захватив всю казну, часть библиотеки, картинной галереи, монет, мебели и ковров из дворца. Все это дало возможность ему жить в Австрии, ни в чём не нуждаясь.
Со смертью Франческо V в 1875 году линия Габсбургов-Эсте пресеклась. Альдегунда вернулась к баварскому двору. Титул «эрцгерцог Австрийский-Эсте» и огромное наследство достались 12-летнему племяннику Франца Иосифа IФранцу Фердинанду, в 1896 году ставшему наследником австрийского престола и в 1914 году убитому в Сараеве.