По материнской линии Эрколе II приходился внуком Папе Александру VI, племянником Чезаре Борджиа и кузином Франсиско Борджиа. По отцовской линии был племянником Изабеллы д’Эсте («первой дамы эпохи Ренессанса») и кардинала Ипполито д’Эсте.
Эрколе II во многом продолжил политику отца, лавируя между могущественными европейскими державами. Чтобы упрочить свои отношения с Францией, он 28 мая 1528 года женился на Рене Французской, младшей дочери короля Людовика XII и Анны Бретонской. Однако лишь только став герцогом (в октябре 1534 года), Эрколе II поторопился избавиться от французов при дворе, посчитав их чересчур влиятельными и совершающими непомерно большие траты. Кроме как от французов Эрколе II пришлось избавлять свой двор и от еретиков; сильное давление на него оказывала Римская курия. Дело в том, что Рене, жена герцога, покровительствовала сторонникам реформации. Она приглашала ко двору известных деятелей протестантского движения из Италии, Франции, Германии и Женевы. Среди её секретарей служили некоторое время Лион Жаме и Клеман Маро, а в 1536 году в Ферраре побывал Жан Кальвин.
Подобное поведение герцогского семейства возмутило католиков, и в 1554 году Генрих II посылает в Феррару великого инквизитора Франции. Эрколе все обвинения в ереси относит к своей жене, и вскоре Рене оказывается в тюрьме. Формально порвав с протестантизмом, она выходит на свободу, но, так или иначе, под гнётом Римской курии, протестанты были изгнаны из Феррары, а герцогиня скрытно продолжила свою деятельность.
Во внешней политике, особенно когда дело касалось войн, Эрколе II действовал вяло и неохотно, отличаясь миролюбием. Так, сначала выступив на стороне германского императора Карла V, Эрколе II, после отречения последнего, примкнул к коалиции папы Пия IV и короля французского Генриха II против Испании (1556). В 1558 году, однако, он заключил сепаратный мир с врагами.
Эрколе II был видным меценатом и покровителем искусств. Для герцога приезжали и работали такие знаменитые живописцы и скульпторы, как Тициан, Джулио Романо, Пеллегрино, Сансовино и Бернардо Тассо; расцветало производство художественных ковров и обоев; устраивались гремевшие на всю Италию празднества (приём папы Павла III в 1543 году). Эрколе дал тщательное воспитание своим талантливым дочерям, Лукреции и Элеоноре. Еще более чем он сам, прилагал усилия к поддержанию литературного и художественного движения младший брат его Ипполито II (впоследствии кардинал), известный строительством виллы д’Эсте в Тиволи.
Жена — Рене Французская (25 октября 1510 — 12 июня 1575), дочь короля Франции Людовика XII и Анны Бретонской. Пять детей: