Seine Ausbildung erhielt der Erbgroßherzog von 1837 bis 1840 in Dresden am Blochmannschen Institut. Seit 1837 Erbprinz, folgte er seinem Vater Großherzog Paul Friedrich am 7. März 1842 auf den Thron. Er beteiligte sich am Krieg Preußens gegen Österreich 1866 und nahm aktiv als preußischer General und Heerführer am Krieg von 1870/71 gegen Frankreich teil. Dort befehligte er das XIII. Armeekorps. Er besaß den Rang eines russischen Generalfeldmarschalls. Seine sterblichen Überreste wurden am 21. April 1883 im Schweriner Dom beigesetzt.