Másodszülöttként bátyjánál kevésbé gondos nevelést kapott, de az ifjú herceg hamar rátalált a neki való hivatásra és katonának állt. Kilencévesen apja már hadnagyi rangot adományozott neki, a napóleoni háborúk idején a frontvonalban harcolt, társai szerint igen bátor katona volt.
Waterloo után diplomatapályára lépett, de az 1848-as forradalmi tavasz idején bátyja hatalmának megvédésére visszatért a fegyverekhez. A népszerűségéből sokat vesztő Vilmost a nép körében csak a "kartácsherceg" gúnynéven emlegették. 1858-ban fivére agyvérzést kapott, s többé nem volt képes eleget tenni uralkodói kötelezettségeinek. 1861-ben bekövetkezett halála után Vilmost koronázták királlyá, első lépései között Otto von Bismarck kancellárrá történő kinevezése szerepelt. A "vaskancellár" legyűrte a királlyal többször is szembehelyezkedő parlamentet, de néha még magát az uralkodót is, akit nem egyszer lemondásával fenyegetőzve tartott sakkban.
A két vezető legnagyobb kihívásának a német egység megteremtését tekintette, Ausztria nélkül, a protestáns poroszok vezetésével. Vilmos országa gazdaságilag megingathatatlan volt, növekedési mutatói a legmagasabbak voltak a kontinensen. A mezőgazdaság "poroszutas" fejlődést járt be, melyben a nagybirtok a mezőgazdaság modernizálásának élére állt, a tönkrement kisbirtokos parasztság a gyorsan fejlődő ipar rendelkezésére állt. Uralkodása alatt rohamosan bővült a vasúthálózat és Hamburg lett Európa legnagyobb kikötője. A további fejlődést azonban megakadályozta a politikai széttagoltság.
Bismarck katonaállammá fejlesztette az országot, bevezette az általános hadkötelezettséget. Az osztrákok "kiiktatása" Königgra:tz után Poroszország hegemóniájával és 20 másik német állam részvételével létrejött az Északnémet Szövetség. III. Napóleon francia császár azonban területi követeléseket támasztott Vilmossal szemben, majd hadat is üzent. Vilmos csapatai megalázó vereséget mértek a franciákra (még III. Napóleon is fogságba esett), majd 1871. január 18-án a versailles-i kastély tükörtermében kikiáltották az egységes Német Császárságot, melynek császára I. Vilmos lett.
Vilmos egyre nagyobb népszerűségre tett szert, bár ellenségei is voltak szép számmal, többször kíséreltek meg merényletet ellene, az utolsót 81 éves korában. Hathónapi lábadozás után visszatért a hatalomba, és még 10 évig ott is maradt, 1888-ban bekövetkezett halála után unokája örökölte a koronát. Az öreg császár népszerűségét mutatja, hogy számos emlékművet állítottak neki. A leghíresebb kétségkívül a II. világháborúban bombatalálatokat kapott Geda:chtniskirche a berlini Kurfürstendammon.
