1616. aastal abiellus ta salaja Camilla Faà di Bruno'ga, kellest ta samal aastal lahutas. Nende poeg Francesco Giacinto Teodoro Giovanni Gonzaga, kuigi ta oli õukonnas aktsepteeritud, ei saanud Ferdinando pärijaks. Ta suri katku all aastal 1630 Mantua piiramises.
- Jah. 16. veebruaril 1617 abiellus ta Toscana suurhertsogi Ferdinand I tütrega Catherine de' Medici (1593-1629).