Nacido en Ferrara, César era hijo de Alfonso de Este, marqués de Montecchio (hijo natural de Alfonso I de Este) y de su primera esposa, Giulia della Rovere (1525-1563), hija del duque de Urbino, Francesco Maria della Rovere.
El 27 de octubre de 1597, a la muerte sin herederos del duque Alfonso II de Este, el ducado pasó a su primo César, hijo natural de Alfonso de Este, marqués de Montecchio.
La legitimidad de la sucesión fue reconocida por el emperador Rodolfo II, pero no por el papa Clemente VIII, y siendo Ferrara, a diferencia de Módena, Carpi y Reggio Emilia, feudo papal, la ciudad volvió a los Estados Pontificios, a pesar de los repetidos intentos del duque, que buscó la ayuda de las grandes potencias europeas, pero solo consiguió promesas o, en el caso de Enrique IV de Francia, un cambio radical.
La capital se trasladó luego a Módena, donde el duque entró el 30 de enero de 1598, y muchos fueron los problemas de aquellos primeros años: la insuficiencia de la residencia (el antiguo castillo medieval), las disputas entre los nobles de Módena y Ferrara, el intento de autonomía de Marco Pío de Sassuolo, la guerra contra Lucca por la posesión de la Garfagnana.
Era un hombre gentil y religioso, pero no dotado de inteligencia política.