Seine Mutter, Kurfürstin Sophie von Mecklenburg, verstarb wenige Tage nach der Geburt im Kindbett. Johann Friedrich verbrachte einen Großteil seiner Kindheit und Jugend auf Schloss Hartenfels und fühlte sich zeitlebens mit diesem Ort verbunden.

Am 9. Februar 1527 fanden auf Schloss Hartenfels die Feierlichkeiten anlässlich seiner Eheschließung mit Sibylle von Cleve statt.

Wenige Monate nach Übernahme der Kurwürde 1532 veranlasste er umfangreiche Baumaßnahmen. Unter seiner Bauherrschaft wurde Schloss Hartenfels zum „gebauten Manifest“ der Reformation. In den Jahren zwischen 1533 und 1545 entstanden der einzigartige Große Wendelstein und die Schlosskapelle sowie die Kurfürstlichen Gemächer mit dem einst prächtigen Flaschenturm und dem noch heute beeindruckendem Schönen Erker.

Das politische und theologische Selbstverständnis Johann Friedrich ist noch heute an schmuckreichen Details der Fassade eindrücklich ablesbar.

Anders als seine beiden Vorfahren bekannte er sich offen zur neuen protestantischen Lehre und schreckte auch vor Konfrontationen mit Kaiser Karl V. nicht zurück. Als Landesvater Martin Luthers führte er den Schmalkaldischen Bund der protestantischen Fürsten an. In der Schlacht bei Mühlberg unterlag er 1547 schließlich den kaiserlichen Truppen. Diese Niederlage bedingte den Verlust der Kurwürde und großer Teile der kursächsischen Güter. Schloss Hartenfels ging in den Besitz der Albertiner über.