Terzogenito (Chambéry 1528 -Torino 1580) del duca Carlo III e di Beatrice di Portogallo. Al servizio dell'imperatore Carlo V e di Filippo II d'Asburgo, si distinse in particolare per la sconfitta inferta ai Francesi a S. Quintino (1557); con la pace di Cateau-Cambrésis (1559) riottenne il ducato sabaudo, precedentemente occupato dalla Francia. Trasferita a Torino la capitale, si dedicò all'organizzazione amministrativa dello stato sabaudo.
Avviato al sacerdozio, in conseguenza della morte del fratello Luigi, fu, dopo il 1535, educato nelle lettere (sotto la guida di G. Bosio) e alla vita militare, in previsione della successione del trono. Il 23 luglio 1545 raggiunse a Worms Carlo V, sia per una più efficace preparazione alla carriera delle armi, sia per ottenere l'appoggio e il sostegno imperiale nelle tempestose vicende che minacciavano di travolgere lo stato sabaudo. Partecipò alla campagna contro la lega di Smalcalda segnalandosi nella battaglia di Ingolstadt. Nel 1551 fu in Spagna con Filippo d'Asburgo (il futuro Filippo II) e nel 1552 in Piemonte con Ferrante Gonzaga, ma tornò ben presto con Carlo V e partecipò all'impresa di Metz, che fallì. In tutte queste vicende militari mostrò doti eminenti di capitano, cosicché fu nominato luogotenente generale in Fiandra e comandante supremo dell'esercito (27 giugno 1553); come sua prima impresa s'impadronì di Hesdin. Alla morte del padre, divenuto duca (16 ag. 1553), egli indirizzò tutte le sue azioni allo scopo di riavere il ducato sabaudo integro e libero da occupazioni straniere: rifiutò quindi la derisoria indennità offertagli in cambio del suo stato nella tregua di Vaucelles (febbr. 1556). La nuova guerra tra Enrico II e il nuovo re di Spagna, Filippo II, vide E. F. a capo dell'esercito spagnolo in Fiandra, vittorioso a S. Quintino. Lo splendido successo fornì a E. F., col riscatto dei prigionieri, una forte somma di denaro, che fu impiegata poi per fortificare Villafranca e costituire il primo nucleo d'una marina militare; gli guadagnò inoltre l'appoggio di Filippo II, che gli permise di ritornare in possesso dello stato sabaudo, in seguito alla pace di Cateau-Cambrésis. La pace con la Francia veniva sancita dal matrimonio con Margherita di Valois, sorella di Enrico II (9 luglio 1559). Da questo momento E. F. si dedicò alla ricostruzione del suo paese, che dovette a lui la sua struttura di stato moderno. Così le sue cure più costanti furono rivolte all'apprestamento di forti difese stabili e di un potente esercito, per evitare ogni possibile ripetersi del disastroso periodo d'occupazione franco-spagnola: e va sottolineato che fra i primi in Europa formò, sia pure tra difficoltà, un esercito costituito di forze locali. Insieme con le forze di terra organizzò anche una piccola flotta militare che partecipò onorevolmente alla battaglia di Lepanto. In politica interna, ristabilì per i delitti gravi le pene corporali del diritto comune al posto di quelle pecuniarie degli statuti cittadini (1559), riformò la Camera dei conti (unica, 1560, sdoppiata, 1577), negli atti pubblici sostituì al latino l'italiano e il francese (1560), fece di Torino la capitale dello stato. Curò altresì la vita economica del paese indirizzandola a un tono di più elevata prosperità; né dimenticò la cultura, istituendo a Mondovì uno studio, trasferito poi a Torino (1566). Fu diligente esecutore delle disposizioni del concilio di Trento, anche se si mostrò piuttosto benevolo verso i Valdesi, contro i quali usò maggior rigore solo dopo il 1565, in seguito a energiche pressioni del papato e della Spagna. In politica estera, E. F. riuscì, con una serie di accorte trattative, a sistemare sempre meglio il territorio del suo stato, finché, nel 1575, si liberò definitivamente d'ogni occupazione straniera sia spagnola sia francese. Morì mentre tentava di impadronirsi del marchesato di Saluzzo.