Era el segundo hijo varón del duque Federico Guillermo II de Sajonia-Altemburgo y de Magdalena Sibila de Sajonia, su segunda esposa.
La muerte de su hermano mayor, Cristián (1663), lo convirtió en el nuevo heredero del ducado de Sajonia-Altemburgo.
Cuando su padre murió en 1669, Federico Guillermo III lo sucedió; no obstante, debido a que solo tenía doce años de edad sus tíos maternos, el elector Juan Jorge II de Sajonia y el duque Mauricio de Sajonia-Zeitz, asumieron la tutela del nuevo duque y la regencia del ducado.
Solo tres años más tarde, el joven duque murió de viruela.
Con su muerte, la rama de Sajonia-Altemburgo quedó extinta.