Sus primeras armas las veló en la hacienda familiar de Chita, desde donde participaría en marzo de 1590 en la tercera expedición de su padre y que permitiría dar a conocer la comunicación de Colombia -a través del Orinoco- con el Mar Caribe. Asistió a la incorporación de la isla de Trinidad a la gobernación y a la fundación de la ciudad de Santo Tomé de Guayana. A la muerte de su padre (1597) se convirtió en gobernador de Nueva Guipúzcoa del Dorado, instalando su gobierno en la ciudad de San José de Oruña (isla de Trinidad), abriendo su política -al igual que la de su padre- a la colonización de Guayana y facilitando el cultivo y comercio de tabaco. En 1598 pasó a la ciudad de Santo Tomé para la exploración del territorio guayanés -que comenzó en 1601- en busca de El Dorado, realizando más de 20 expediciones, entre las que se encuentra el descubrimiento de las Cataratas del Salto Ángel.

      Durante su gobierno, como un mal menor, no tuvo más remedio que permitir que ingleses y holandeses se instalasen a lo largo del río Orinoco y que comerciasen con tabaco. Acusado de negligencia y de no atender al gobierno sino al descubrimiento, fue denunciado en 1609, realizándose un juicio de residencia que terminó en 1612 con su destitución. De vuelta a la península para defenderse de las acusaciones, en 1615 -producto de la nueva política exterior- fue restituido en el cargo de gobernador. Dado que la gobernación la ocupaba otro gobernador, Berrío esperó sustituirle haciendo labores en la Real Audiencia de Santa Fe de Bogotá. Sin embargo, en 1617, un asalto británico a Santo Tomé terminaría con el saqueo de la ciudad y el asesinato del gobernador. En tal circunstancia, Fernando de Berrío se hizo cargo de nuevo de la gobernación, caracterizada por la penuria, los roces con los gobernadores vecinos y los ataques de indios caribes.

      En 1620 rechazó un nuevo ataque inglés, periodo de calma que aprovechó para volver a España y resolver los problemas jurisdiccionales de la gobernación y la herencia familiar. Acompañado por su sobrino Martín Mendoza de la Hoz Berrío, en 1621, su barco sería apresado por piratas argelinos, quedando prisionero junto a sus hombres a la espera de rescate. En la prisión enfermaría y murió en la cárcel, no sin dejar la sucesión de la gobernación en manos de su sobrino y dejando su capital para rescatar a éste y al resto de compañeros de prisión.