Édesapja a Vaudémont-házból származó I. Lipót József herceg volt, Lotaringia és Bar uralkodó hercege (1679–1729) volt. Apai nagyapja, V. Károly lotaringiai herceg (1643–1690), császári tábornagy, a törökellenes háborúk hírneves hadvezére volt, döntő szerepet vitt Bécs 1683-as felmentésében és Buda 1686-os visszavívásában is. Apai nagyanyja Habsburg Eleonóra Mária Jozefa főhercegnő (1653–1697) volt, III. Ferdinánd császár leánya. Édesanyja Erzsébet Sarolta orléans-i hercegnő (1676–1744) volt, Lipót herceg felesége, I. Fülöp orléans-i hercegnek (1640–1701), XIV. Lajos francia király öccsének és Erzsébet Sarolta (Liselotte) pfalzi hercegnőnek (1652–1722) leánya. Anyját, Orléans-i Erzsébet Saroltát unokabátyja, XV. Lajos király 1736-ban elismerte Commercy szuverén uralkodó hercegnőjének. Lipót herceg és Erzsébet Sarolta hercegné házasságából tizenhárom gyermek született, Ferenc István volt a kilencedik, öt fiú közül a harmadik. Csak öt gyermek, ebből három fiú érte meg a felnőttkort. Lipót (1699–1700), kisgyermekként meghalt.
Az utódlási rend más utat jelölt volna ki az ifjú Péter Lipót számára, azonban Károly nevű fivére (1761) halálát követően ő lett atyja birtokának, a Toszkánai Nagyfejedelemség várományosa, amelyet Ferenc István Lotharingiáért (és Mária Terézia kezéért) cserébe kapott meg. A gyermekként elhunyt bátyja után nemcsak Toszkána örökösévé vált, hanem a már Károllyal eljegyzett spanyol infánsnő, Bourbon Mária Ludovika kezét is megkapta, míg addigi mennyasszonyát, Estei Máriát Ferdinánd nevű öccse vehette feleségül. Mária Terézia, József trónörökös mellett korán megkezdte Péter Lipót főherceg felkészítését az uralkodásra, amely során óhatatlanul kitűnt a két főherceg személyisége közti különbség. Utóbbira Karl Anton Martini jogtudós, valamint Montesquieu és Muratori művei hatottak leginkább. Az ifjú tizenöt éves korára megszerzett német, francia, latin, némi cseh és olasz nyelvtudását a Habsburg Birodalom országaiban, tartományaiban használhatta. A melankóliára is hajlamos Péter Lipót jó megfigyelőképességét és szorgalmát, az apjától örökölt tudományok, és műszaki vívmányok iránti érdeklődésben, különösen a fizika, növény- és állattan, valamint az ásványtan területén kamatoztatta.
Leírás Tartásfok: aUNC RENDKÍVÜL RITKA, TÖRTÉNELMI ÉRMÉNEK AZ EREDEIVEL SZINTE TELJESEN MEGEGYEZŐ MÁSOLATA. ELSŐSORBAN AZOKNAK AJÁNLOTT, AKIK GYŰJTEMÉNYÉBEN EZ HIÁNYZIK, PÓTLÁSNAK TÖKÉLETES! MÉRTEI AZONOSAK AZ EREDETIVEL, KIVÉVE A SÚLYT.
Korának ízlése szerint Ferenc István csinos férfi volt, a bécsi orosz követ leveleiben a császár sok félrelépéséről tudósított, így Wilhelmine Neipperg grófnőről is, aki később Auersperg hercegné lett. (A grófnő apja, Wilhelm Reinhard Neipperg gróf volt az ifjú Lotaringiai Ferenc István herceg nevelője). Igazi 18. századi nagyúr volt, aki képes volt élvezni az "élet édességét" (amire fél évszázaddal később, a francia forradalom után Talleyrand fog érzékletesen és nosztalgiával visszaemlékezni írásaiban). Támogatta öccse karrierjét is. Károly Sándor lotaringiai herceg tábornagy az osztrák örökösödési háborúban több komoly harctéri ütközetet elveszített, ennek ellenére a hétéves háborúban újra főhadparancsoki kinevezést kapott, és csak 1757-ben, a leutheni csatában elszenvedett szégyenletes vereség után váltották le. Ferenc Istvánnak igen fejlett gazdasági és üzleti érzéke volt, örökölt vagyonát megsokszorozta, birtokait ügyesen igazgatta. Kereskedelmi és pénzügyi tranzakcióival megalapozta a Habsburg–Lotaringiai-ház gazdagságát.
1731. június elején Hágában felvették a szabadkőművesek közé. John Theophilus Desaguliers (1683–1744), a Londoni és Westminsteri Legfőbb Páholy (Premier Grand Lodge of England and Westminster) nagymestere külön erre az eseményre érkezett Hágába. A beavatás után Ferenc István Angliába utazott. Fogadta őt II. György angol király is. Nagy-Britannia miniszterelnökének, Robert Walpole-nak (1676–1745) norfolki kastélyában, a Maid's Head Lodge-ban megkapta a szabadkőművesek Mester fokozatát. december 9-én hagyta el Angliát. Pálffy Miklós nádor 1732. március 20-án bekövetkezett halála után a III. Károly király kinevezte Ferenc István herceget Magyarország királyi helytartójává (a nádorválasztó országgyűlés összehívása nélkül). Székhelyét áttette a pozsonyi várba. Helytartóként gyakorlatilag semmi érdemlegeset nem tett. Nem lakott messze Bécstől, gyakran látogatott az udvarhoz, ebben az időben már ő maga is viszonozta Mária Terézia főhercegnő érzelmeit. Franciául leveleztek. 1733-ban a Habsburg Birodalom belekeveredett a lengyel örökösödési háborúba, ahol szembekerült Franciaországgal.