Francis I Stefans piedzima Lotringas hercogaLeopolda ģimenē. No 1723. gada dzīvoja ķeizara Kārļa VI galmā Vīnē. Pēc tēva un vecākā brāļa nāves kļuva par Lotringas hercogu. Kad pēc Polijas mantojuma kara 1735. gadā Lotringas hercogiste nonāca Francijas karaļa pakļautībā, 1737. gadā Francis I Stefans kļuva par Toskānas lielhercogu.
1736. gadā apprecējās ar Kārļa VI meitu Mariju Terēziju, 1740. gadā kļūdams par Austrijas erchercogu, bet vēlāk, 1745. gadā, par Svētās Romas impērijas ķeizaru. Kaut arī nomināli ieņēma augstāku titulu nekā Marija Terēzija, kas bija Austrijas erchercogiene, Bohēmijas un Ungārijas karaliene, tomēr politiski atradās enerģiskās Marijas Terēzijas ēnā.