Teodosio de Braganza fue el segundo hijo de Jaime I, duque de Braganza y de su esposa Leonor de Guzmán, aunque se desconoce la fecha de su nacimiento.^[1]​ A la muerte de su padre, le sucedió en sus posesiones.^[2]​ Tras el matrimonio de su hermana Isabel en 1537, entregó el ducado de Guimarães como dote a su cuñado Eduardo de Portugal, hijo del rey Manuel I.^[3]​

Teodosio fue un hombre culto, típico del Renacimiento, amante de la pintura y de la escultura. Fue el encargado de acompañar a la infanta María Manuela de Portugal a la frontera para que se casara con el infante Felipe, futuro rey de España (aunque ella moriría antes de que él fuera nombrado rey).^[1]​

Se casó el 25 de junio de 1542 en primeras nupcias con su prima Isabel de Lencastre (1513-1558).^[1]​ Isabel era hija de Dionisio de Portugal-Castro naturalizado en Castilla en 1498, y su esposa Beatriz de Castro Osorio, condesa de Lemos. Isabel moriría en Lisboa, el 24 de agosto de 1558.^[4]​ De esta unión nació:

• Juan (1543-1583), VI duque de Braganza y I de Barcelos, sucesor de su padre con el nombre de Juan I.^[5]​

Tras enviudar, contrajo matrimonio el 4 de septiembre de 1559 con Beatriz de Lencastre^[1]​ (1542-1623), hija de Luis de Lencastre y de Magdalena de Granada.^[6]​ El matrimonio tuvo dos hijos:

• Jaime (después de 1559-1578), murió en la batalla de Alcazarquivir siendo joven.^[7]​

• Isabel (1560-1626), casó con Miguel de Meneses y Noronha Silva e Coutinho, I duque de Camihna, II duque de Vila Real, VI marqués de Vila Real, VIII conde de Alcoutim y de Valença. La pareja no tuvo descendientes. Murió en Leiría en 1626.^[8]​

Tuvo una relación con una dama soltera del Palacio Ducal de Vila Viçosa, del cual nació:

• Alfonso Fayão (1558 - ¿?), abad de Baltar. Alfonso tuvo descendencia, que resultó en una nobleza rural localizada en la región del distrito de Oporto, cuya descendencia fue estudiada en 1970 por un genealogista portuense.

• Sousa, António Caetano de (1737). História Genealógica da Casa Real Portugueza (en portugués) III. Lisboa: Occidental, Officina de Joseph Antonio da Sylva, Impressor da Academia Real. 

• Sousa, António Caetano de (1739). História Genealógica da Casa Real Portugueza (en portugués) VI. Lisboa: Occidental, Regia Officina Sylviana, e da Academia Real.