Verbiest studerte i Leuven, Mechelen, Sevilla og Roma. Han trådte inn i jesuittordenen den 29. september 1641, og i 1657 fikk han sitt ønske oppfylt om å dra til Kina som misjonær. Året etter ankom i følge med pater Martino Martini til Macao. Der fikk han sin avsluttende forberedelse på sitt virke i Kina ved jesuittenes universitetskollegium São Paulo.Huang Qichen: «The First University in Macau: The Colégio de São Paulo», i John W. Witek (red.): Religion and Culture: An International Symposium Commemorating The Fourth Centenary of the University College of St. Paul - Macau, 28 November to 1 December 1994, Macau: Instituto Cultural de Macau, 1999, s. 257-260 Etter et kort opphold i provinsen Shaanxi ble han kalt av pater Johann Adam Schall von Bell S.J. (1592-1666), som da var president for det matematisk-astronomiske byrå, til å komme til Beijing å bli hans assistent.
Under kristenforfølgelsen i 1664-1665, som var iscenesatt av fremmedfiendtlige konfucianere, anført av Yang Guangxian, og tillatt av riksregenten Oboi, som hevdet at det forelå en fare for en europeisk invasjon av landet, ble den da alvorlig syke pater Schall kastet i fengsel. Verbiest forsvarte ham for domstolen. Pater Schall ble faktisk dømt til døden, men dommen ble ikke fullbyrdet og ble senere omgjort. Selv om Schall ble løslatt, så det ut til at det astronomiske embede nå var lukket for jesuittene og deres astronomer.
Men i 1669 klarte Verbiest å bevise for Kangxi-keiseren (født 1654) at det etter pater Schalls avsettelse ble stadig flere feil i den årlige astronomiske kalender. Den fremdeles svært unge Kangxi lot seg overbevise, og benyttet affæren som en viktig foranledning til å få fjernet den stadig mer egenrådige regenten Oboi og gripe makten selv, noe før han egentlig var blitt gammel nok. Pater Schall ble fullt rehabilitert, skjønt post mortem.
Keiseren utnevnte så Verbiest til ny president for det keiserlige matematisk-astronomiske byrå (1669), og ble ikke lenge etter også annenpresident for embedet for offentlige arbeider. Dermed hadde han nådd enda høyere opp i det kinesiske byråkrati enn pater Schall. Dermed var det ikke lenger noe stom forhindret at de misjonærer som var blitt forvist til Macao eller Kanton under Oboi kunne vende tilbake.

Replika av pater Ferdinand Verbiests «stjerneglobus» av 1673, til bruk ved det keiserlige astronomibyrå i Beijing
Verbiest stod også til keiserens disposisjon som tolk under forhandlinger med portugisiske og russiske sendemenn.
I januar og igjen i august 1678 skrev pater Ferdinand Verbiest til jesuittenes generalsuperior i Roma for å understreke betydningen av å utdanne kinesiske prester. Dette var helt essensielt for at Kinamisjonen skulle kunne stå på egne ben, skrev han. Han påpekte at de utenlandske prester kun kunne virke i Kina fordi keiseren var så interessert i astronomi. Men det kunne jo raskt endre seg, advarte han, med det resultat at de utenlandske prester skulle bli utvist.
Som nevnt ovenfor var det jo noe slikt som skjedde i 1665. Da var pater Luo Wenzao den eneste kinesiske prest som kunne virke i Kina, og han gjorde sitt beste og reiste rundt i ti provinser for å forkynne, døpe og oppmuntre.
Det var Verbiest som sendte sin medbror, jesuitten Philippe Couplet (1623-1693), til Europa for å verve flere vitenskapsmenn for kinamisjonen, og som dermed utløste at kong Ludvig XIV av Frankrike i 1685 sendte en gruppe franske jesuittmatematikere til Kina. De ankom Beijing tidlig i 1688, bare noen dager etter Verbiests død.
Han døde i Beijing og ble begravet nær Matteo Ricci i 11. mars 1688, på jesuittenes gravsted Zhalan i Beijing.