Francesco Vendramin est né le 10 octobre 1555 à Venise,
Il est successivement ambassadeur vénitien en Savoie (1585-1589), en Espagne (1592-1595), en Autriche (1597), en France (1598-1600) et au Saint-Siège (1600-1605). Laïc, il est élu patriarche de Venise par le sénat de la République de Venise en 1605, mais le pape ne confirme l'élection qu'en 1608. Le pape Paul V le crée cardinal lors du consistoire du 2 décembre 1615. Il meurt le 7 octobre 1618 à Venise.