Nacque a Roma il 31 marzo 1571 da Pietro Aldobrandini e Flaminia Ferracci; la sorella maggiore Olimpia Aldobrandini (1567-1637) divenne Principessa di Meldola e Sarsina.
Papa Clemente VIII lo elevò al rango di cardinale nel concistoro del 17 settembre 1593 col titolo di San Nicola in Carcere. Fu Governatore di Fermo dal 1595 al 1605. Nel 1604 fu arcivescovo di Ravenna e cardinale abate commendatario di Sant'Ellero a Galeata (il suo stemma si vede ancora nel palazzo che fu sede della curia abbaziale), Abate Commendatario dell'Abbazia di Fossanova, Abbate Commendatario di Rosazzo, di San Nazario e Celso e quella di San Dionigi di Milano, di Santa Maria alla Regola di Imola, di Santa Maria di Crescenzago, di Santa Maria in Cosmedin e Sant’Ilario di Galeota di Ravenna, di San Pietro di Castiglione. Fu Camerlengo del Sacro Collegio dei Cardinali, optò per il titolo di Santa Maria in Trastevere nel 1612. Fra i vari incarichi, importante fu il suo ruolo nelle vicende che portarono alla firma del Trattato di Lione del 17 gennaio 1601: fu lui a convincere Enrico IV di Francia e Carlo Emanuele I di Savoia a terminare la guerra per il possesso del Marchesato di Saluzzo.
Al suo seguito lavorò per anni Giovan Battista Marino; inoltre, furono al suo servizio alcuni importanti musicisti, tra cui Girolamo Frescobaldi, i fratelli Piccinini, il Biemma, il Trematerra, Felice Anerio, Giovanni Ghizzolo. A lui venne dedicata dal compositore Luzzasco Luzzaschi la raccolta dei Madrigali per cantare et sonare a 1-3 soprani (Roma, 1601).