Julio Federico era el tercer hijo del duque Federico I de Wurtemberg y su esposa Sibila de Anhalt. Creció con sus padres y hermanos en Montbéliard. Después de que su padre asumiera el gobierno de Wurtemberg en 1593, Julio Federico vivió en Stuttgart. Participó en operaciones militares en Alsacia y en la Crisis de la sucesión de Juliers-Cléveris. Viajó ampliamente, incluyendo viajes a Asia Menor, Malta, Éfeso, y, en 1615, a Laponia.

El 28 de mayo de 1617, obtuvo los señoríos de Weiltingen y Brenz an der Brenz y una parte de Heidenheim más una pensión anual de 15.000 guilders. Eligió Weiltingen como su residencia. El 24 de noviembre de 1617, se comprometió con Ana Sabina de Schleswig-Holstein-Sonderburg (1593-1659, hija de Juan II, duque de Schleswig-Holstein-Sonderburg). Se casó con ella el 11 de diciembre de 1618 en Sønderborg. Después del matrimonio, vivieron en Brenz durante un tiempo, luego se trasladaron a Weiltingen.

En 1631, llevó la regencia de su sobrino Everardo III. Aquel mismo año, se unió a la Liga de Leipzig. Después de la incruenta Guerra de la Cereza más tarde ese año, tuvo que abandonar la Liga conforme a los términos de la paz de Tubinga. Cuando el rey Gustavo Adolfo de Suecia avanzó en el sur de Alemania, alzó tropas y se unió a Gustavo Adolfo. Esto llevó a una disputa con el gobierno, los estados y su co-regente (Bárbara Sofía de Brandemburgo, la madre de Everardo III).

En 1633, renunció a la regencia en Wurtemberg. Después de la batalla de Nördlingen, toda la familia ducal, incluido Julio Federico, huyó a Estrasburgo, donde murió al año siguiente.

Los hijos de su matrimonio con Ana Sabina fueron:

• Rodrigo (1618-1651), duque de Wurtemberg-Weiltingen
• Julia Felicidad (1619-1661) casada en 1640 con el duque Juan X de Schleswig-Holstein-Gottorp (1606-1655)
• Silvio I Nimrod (1622-1654), duque de Wurtemberg-Oels se casó en 1647 con la duquesa Isabel María de Münsterberg-Oels (1625-1686)
• Floriana Ernestina (1623-1672) casada en 1657 con el conde Federico Kraft de Hohenlohe-Pfedelbach (1623-1681)
• Faustina Mariana (1624-1679)
• Manfredo I (1626-1662), duque de Wurtemberg-Weiltingen casado en 1652 con la condesa Juliana de Oldemburgo (1615-1691) y tuvo descendencia:
• Duque Federico Fernando de Wurtemberg-Weitlingen (1654-1705) se casó con Isabel (1665-1726), hija de Jorge II, duque de Wurtemberg-Montbéliard, y tuvo descendencia:
• Sibila Carlota (1690–1735) se casó con Carlos Federico II, duque de Wurtemberg-Oels
• Eduvigis Federica (1691-1752) se casó con Juan Augusto, príncipe de Anhalt-Zerbst
• Julio Peregrinacio (1627-1645)
• Sueno Marcial Edenolph (1629-1656)
• Amadea Fredonia (1631-1633)

• Paul Friedrich von Stälin (1881), "Julius Friedrich", Allgemeine Deutsche Biographie (ADB) (en alemán), 14, Leipzig: Duncker & Humblot, pp. 68

• Publicaciones de o sobre Julio Federico de Wurtemberg-Weiltingen

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