Nato a Roma da nobile famiglia, era fratello del più noto Virginio (1596-1624) al quale Galileo Galilei (1564-1642) indirizzò in forma di lettera il Saggiatore (Roma, 1623). Ferdinando Cesarini fu in corrispondenza con Benedetto Castelli (1577/8-1643), che in una lettera del 20 settembre 1638 gli descrisse il termoscopio galileiano.