Na altura em que o seu pai morreu (1573), Frederico Guilherme ainda era menor de idade, o que tornou necessário nomear um governo de regência para o ducado. A sua mãe, a duquesa-viúva Doroteia Susana, tentou, mas não conseguiu impedir que o príncipe-eleitor Augusto da Saxónia - da linha Albertina - fosse nomeado regente em vez dela.
Em 1586, Frederico Guilherme foi declarado adulto e deu início ao seu governo independente de Saxe-Weimar. Cinco anos depois, em 1591, o príncipe-eleitor Cristiano I da Saxónia morreu e foi sucedido pelo seu filho mais velho Cristiano II. Uma vez que o novo príncipe-eleitor ainda era menor de idade, a regência foi atribuída a Frederico Guilherme. Com o título de Administrator des Sächsischen Kurstaates (Administrador do Eleitorado da Saxónia) Frederico Guilherme passou a viver em Torgau, e negligenciou o governo do seu ducado, que passou a ser governado pelo seu irmão mais novo, João, que, de acordo com a lei dos ducados ernestinos, era já responsável por uma parte do governo.
Em 1601, quando terminou o período de regência no Eleitorado da Saxónia, Frederico Guilherme regressou a Weimar. No entanto, uma vez que morreu apenas um ano depois, não deixou vestígios significativos na Histórica do ducado.