Fryderyk urodził się w Mediolanie 23 kwietnia 1813 roku. Jego ojciec był lekarzem w służbie cesarza Napoleona I Bonaparte. Matka pochodziła z bogatej rodziny kupieckiej z Lyonu. Jako dziecko widziała na własne oczy okrucieństwa rewolucji francuskiej - widziała, jak jej rodziców wleczono do więzienia i jak mordowano jej brata. Wiedziała więc, co w praktyce oznaczają propagandowe hasła "wolność, równość, braterstwo". Dlatego wiarę w Boga i miłość do drugiego człowieka uczyniła fundamentem swojego życia. Mały Fryderyk niejednokrotnie odwiedzał z nią ubogie rodziny. Co niedzielę prowadziła dzieci na Mszę świętą. Gdy w Lyonie założono zespół pielęgniarek, jego przewodniczącą została właśnie matka Ozanama. Świadectwo takiej miłości, wyniesione z domu rodzinnego, przez całe życie było drogowskazem dla Fryderyka.
W 1839 roku ukochana matka umarła na jego rękach. Ostatnimi jej słowami były akt wiary, nadziei i miłości. Fryderyk był jednym z sześciorga dzieci Ozanamów. Dwoje z nich wcześnie zmarło. Córka Elżbieta zmarła w 18. roku życia. Brat Alfons był księdzem oddanym działalności misyjnej, natomiast najmłodszy Karol został lekarzem, tak jak ojciec. Fryderyk ukończył szkołę w Lyonie, okazując od najwcześniejszych lat nieprzeciętne uzdolnienia. Mając żywy charakter, nie uniknął trudności, jakie przynosi życie. Wątpliwości i pokusy wobec wiary, jakie przebył, nauczyły go wielkiej wyrozumiałości dla niewiary innych, nauczyły go też cenić sobie wiarę jako skarb najdroższy, któremu warto poświęcić swe życie.
W tym okresie duży wpływ wywarł na niego profesor filozofii, ks. Noirot. Nie tylko potrafił on skutecznie rozwiewać wątpliwości rodzące się w duszy młodzieńca, lecz umiał także rozbudzać w uczniach zainteresowania naukowe i przyzwyczajał ich do samodzielnej pracy umysłowej. Już jako piętnastoletni chłopiec Fryderyk odczuwał potrzebę uzasadnienia wiary za pomocą nauki. Wtedy powstała w nim myśl napisania dzieła, które później częściowo zrealizuje. Był to projekt rozprawy, która biorąc za punkt wyjścia najstarsze tradycje religijne różnych ludów, miała udowodnić prawdziwość religii katolickiej.
Idąc za zachętą ojca ukończył studia prawnicze, lecz pozostał wierny swym głębokim zainteresowaniom. Nauczył się sanskrytu, hebrajskiego, łaciny i greki, niemieckiego, angielskiego, hiszpańskiego i włoskiego. Pragnąc napisać dzieło religijne o poszukiwaniu Boga przez człowieka, postanowił przestudiować w oryginale święte księgi wszystkich ważniejszych religii.
Swe studia kontynuował w Paryżu, do którego przybył w 1831 roku. Był zaskoczony niskim poziomem nauki na tak sławnym uniwersytecie, który okazał się być twierdzą ateizmu i relatywizmu. Nowego ducha w jego życie tchnęło spotkanie ze znajomym ojca, wielkim chrześcijaninem i zarazem wielkim uczonym matematykiem, fizykiem i astrononem, André M. Amperem. Amper, geniusz, który po różnych błędach wreszcie odnalazł drogę ku katolickiej wierze, zyskał sympatię Ozanama. Jego głęboka pobożność, całe jego życie świadczyły o tym, że nauka i religia są nierozdzielne.

Fryderyk, spotykając w Paryżu tak wybitnych przedstawicieli ówczesnej kultury europejskiej, jak Chateaubriand czy Wiktor Huo, miał sposobność obserwowania i uczenia się u samych źródeł. Pogrążył się w pracy i znalazł w niej spokój ducha, którego potrzebował. Nakłaniał niektórych kolegów uniwersyteckich, by chodzili z nim na wieczorki u Montalamberta lub konferencje u o. Lacordaire'a. "Chciałbym mieć do czynienia z młodymi ludźmi, którzy myślą podobnie jak ja. Wiem dobrze, że tacy tu są; są oni jednak rozproszeni i trudne jest zadanie człowieka, który chciałby ich skupić wokół jednego sztandaru". W ten sposób zaczęło się spełniać jego marzenie o wspólnocie braterskiej, w której młodzi mogliby wspomagać się w wierze. Po roku znalazł sześciu towarzyszy, a w maju 1833 roku odbyło się spotkanie założycielskie.
Początkowo celem grupy było tylko wspólne poznawanie wiary, wkrótce okazało się jednak, że do prawdziwego poznania Chrystusa potrzeba kontaktu z tymi, w których jest On najbardziej obecny. Troska o najuboższych wypełniła odtąd całe życie Fryderyka. Pragnął głosić Ewangelię swym świadectwem. Paryż tamtych lat pełen był kontrastów, obok bogatych mieszczan istniały całe dzielnice nędzy i ubóstwa. Dzięki pomocy siostry miłosierdzia, Rozalii Rendu, młodzi studenci odkryli ogrom niesprawiedliwości systemu politycznego i społecznego ówczesnej Francji. Zaczęli odwiedzać ubogie rodziny robotnicze, niosąc im wszechstronną pomoc, udzielając jej niezależnie od przekonań religijnych. Uważali bowiem, iż głoszenie samej Ewangelii byłoby obłudą. W taki sposób powstała pierwsza organizacja charytatywna założona przez świeckich i przez nich prowadzona.
Fryderyk nigdy nie chciał się wyróżniać, nie przyjął więc godności przewodniczącego założonej przez siebie organizacji. Na patrona pierwszych konferencji wybrano św. Wincentego a Paulo, najbliższego swą duchowością temu, co sami odczuwali. W liście do jednego z przyjaciół Fryderyk pisał: "Powinniśmy upaść do stóp ubogich i powiedzieć wraz z Apostołami: (...) Jesteście naszymi mistrzami, a my jesteśmy waszymi sługami, jesteście dla nas świętymi obrazami tego Boga, którego my nie widzimy, i nie wiedząc, jak Go kochać inaczej, kochamy Go w waszych osobach".

Fryderyk podróżował po Niemczech, Anglii i Hiszpanii. Był bardzo pracowity. W ciągu zaledwie 40 lat swego życia opublikował łącznie 297 pism i rozpraw. Jeszcze bardziej zadziwiała jego wewnętrzna głębia. Wkrótce, mimo przerwania studiów, dzięki swej działalności adwokackiej w Sądzie Królewskim w Lyonie, mógł dołączyć do tytułu doktora prawa - tytuł doktora filozofii. W wieku 27 lat otrzymał profesurę prawa handlowego w Lyonie. Nauczał z takimi sukcesami, że zaproponowano mu, by obok profesury prawa handlowego, przejął, za wysokie dochody, katedrę literatury powszechnej na Akademii w Lyonie. Ozanam wolał jednak pozostać nauczycielem akademickiej młodzieży w stolicy, przy dużo niższych dochodach. W 1840 roku, gdy jako pierwszy z ośmiu kandydatów zdał egzamin, otrzymał profesurę literatury obcej na uniwersytecie w Paryżu. Był pierwszym, od dłuższego czasu, profesorem katolikiem na paryskiej Sorbonie.
Jego największym pragnieniem było głoszenie prawdy z katedry uniwersyteckiej, o co modlił się przed każdym wykładem. Prawda była jego największą Miłością. Tą Prawdą był dla niego Jezus Chrystus. Chciał się nią dzielić wszędzie i ze wszystkimi. Od 1848 roku był redaktorem katolickiej gazety "Ere Nouvelle", na której łamach publikowano teksty dotyczące aktualnych problemów społecznych.

Swego życia Fryderyk nie spędził samotnie. W 1841 roku ożenił się z córką dyrektora Akademi Lyońskiej Soulacroix, z którym był w przyjaźni. Każdego miesiąca dawał jej kwiaty. Był także bardzo czułym ojcem. Bóg obdarzył go tylko jednym dzieckiem - Amelią. Wcześniej żona Fryderyka dwukrotnie poroniła tak bardzo oczekiwane dziecko. Tym razem nadzieja stała się rzeczywistością, a nowy obowiązek stał się kolejnym błogosławieństwem w życiu Fryderyka.

Od samego początku swego życia był słabego zdrowia. Mając zaledwie 40 lat, zapadł na nieuleczalną chorobę nerek. Do końca życia utrzymywał ożywioną korespondencję z licznymi znajomymi i przyjaciółmi. W zimie 1852 roku pracował jeszcze normalnie na uniwersytecie. Gdy rodzina, biorąc pod uwagę jego coraz bardziej pogarszający się stan zdrowia, starała się wpłynąć na niego, by przerwał swe zajęcia, Ozanam odpowiedział: "Nie, mam do spełnienia obowiązek. Muszę pozostać na posterunku. Umrę na nim, jeśli trzeba będzie umrzeć".
Zły stan zdrowia zmusił go do wyjazdu na południe Francji, do Biarritz. I tu jednak nie marnował czasu. Założył nowe konferencje św. Wincentego a Paulo. Późną jesienią 1852 roku udał się dwukrotnie do Hiszpanii, potem do Pony i Tuluzy, a następnie do Montpellier, Marsylii, Nicei, Genui i Florencji. Wszędzie odwiedzał chorych przy miejscowych konferencjach wincentyńskich, rozmawiał z nimi, dzielił się cierpieniem. Pracował jeszcze w bibliotekach, robił plany, zamierzał napisać żywot Girolamo Savonaroli.
Jednak do nieuleczalnej wówczas choroby nerek dołączyło się ostre zapalenie opłucnej. Ostatnią zimę swojego życia Fryderyk spędził w Pizie. Po przyjeździe do Marsylii, cztery dni przed śmiercią, poprosił, by w ostatniej godzinie życia zapalić świecę, którą dostał w prezencie od swojego przyjaciela. Była to świeca z sanktuarium w Loretto. Cały czas modlił się półgłosem. Otoczony rodziną zapadał w spokojny sen. Przebudzając się, dziękował braciom za ich starania, dodawał otuchy żonie, pocałował córkę i pobłogosławił ją. Przed śmiercią uczynił drżącą ręką znak krzyża i donośnym głosem powiedział: "Mój Boże, zlituj się nade mną". To były jego ostatnie słowa.
Zmarł 8 września 1853 roku. Jego ciało złożono w kościele karmelitańskim w Paryżu, gdzie w setną rocznicę jego urodzin postawiono skromny pomnik, ufundowany przez członków Konferencji Stowarzyszenia św. Wincentego a Paulo z całego świata. W dniu 22 sierpnia 1997 roku w Paryżu, w katedrze Notre Dame, podczas Światowego Dnia Młodzieży, św. Jan Paweł II, który jeszcze jako młody student sam był członkiem konferencji św. Wincentego a Paulo, ogłosił Fryderyka Ozanama błogosławionym. Powiedział wówczas: "Trzeba, aby wszyscy młodzi, prawie w twoim wieku, którzy tak licznie gromadzą się w Paryżu, (....) uznali, że ta droga jest również ich drogą. Potrzeba, aby zrozumieli, że jeśli chcą być prawdziwymi chrześcijanami, muszą obrać tę samą drogę. Niech otworzą szerzej oczy ich duszy na tak liczne potrzeby dzisiejszych ludzi. Niech zrozumieją te potrzeby jako wyzwania. Niech Chrystus ich powołuje, każdego po imieniu, aby każdy mógł powiedzieć: oto moja droga!"