Otto I was de zoon van koning Hendrik I (de Fowler) van Duitsland. In 929 trouwde hij met Edith, dochter van Edward de Oudere van Engeland; zij stierf in 946. Otto was hertog van Saksen toen zijn vader in 936 stierf, en hij werd onmiddellijk tot koning gekozen (welke heerschappij hij tot 962 behield) in Aix-la-Chapelle door de grote magnaten. De heersers van de andere grote hertogdommen bezorgden Otto aanvankelijk problemen. In 947 had hij ze opgelost door het hertogdom Franken onder zijn directe heerschappij op te nemen en de andere hertogdommen, Lotharingen, Zwaben en Beieren, aan leden van zijn familie over te dragen.
In 951 werd Otto naar Italië getrokken door de vrees dat de weduwe koningin Adelaide, die in moeilijkheden verkeerde, zou worden gered en haar land zou worden opgeslokt door de nabijgelegen koning van Bourgondië of zijn eigen hertogen van Zwaben of Beieren. Om dit te voorkomen trok Otto naar Italië en trouwde met haar, waarmee hij zijn aanspraken op haar land vestigde. Maar voordat hij zijn positie daar kon consolideren, werd hij naar Duitsland teruggetrokken door een opstand van zijn leidende hertogen, geleid door zijn zoon en erfgenaam, en door een ernstige inval van de nabijgelegen Hongaren. Hij sloeg de opstand neer en verpletterde de Hongaren in de beslissende slag bij Lechfeld in 955.
Toen deze taken waren volbracht, schonk Otto het hertogdom Lotharingen, waarvan de hertog bij Lechfeld was omgekomen, aan zijn geestelijke broer aartsbisschop Bruno van Keulen. Rond deze tijd begon hij ook steeds meer een beroep te doen op de kerk om hem te helpen zijn rijk te besturen en om hem te voorzien van strijdkrachten. Hij deed dit door aan de door hem benoemde kerkelijken ruime landerijen en immuniteiten toe te kennen in ruil voor regerings- en militaire diensten. Omdat kerkelijke ambten niet erfelijk waren, vormden zij een zeer nuttig en betrouwbaar tegenwicht tegen de wereldlijke edelen, die vaak onbetrouwbaar waren en ook erfgenamen hadden.
Terwijl Otto druk bezig was in Duitsland, negeerde hij echter zijn buren niet. Hij mengde zich in de strijd tussen de Franse Capetingers en Karolingers en verzekerde zich zo van hun aanvaarding van zijn opname van Lotharingen in het keizerrijk. Hij behield de controle over Hedeby in Denemarken en over de aartsbisdommen van dat koninkrijk. Hij moedigde kerkelijken en zijn Saksische ondergeschikten Gero en Herman Billung aan om te beginnen met de verovering van de Slaven voorbij de rivier de Elbe, en hij dwong de hertog van Bohemen hem eer te bewijzen.
Het was als meester van een groot deel van Noord-Europa dat Otto in 961 Italië binnenviel. Een jaar later, na de verovering van Rome, werd Otto door paus Johannes XII gekroond tot keizer van het Westen. Hij en de paus kregen later ruzie, en Otto verving hem met enige moeite door een andere kandidaat, die hij aan de geestelijkheid en de edelen van Rome opdrong. Otto bracht zijn laatste jaren grotendeels door in Italië, waar hij tevergeefs probeerde Venetië en Zuid-Italië, dat in handen was van Byzantium, in te lijven. Voor zijn dood wist Otto echter de erkenning van zijn keizerstitel door Byzantium te bewerkstelligen en een Byzantijnse prinses als bruid voor zijn zoon Otto II.
Ten slotte verdient Otto lof voor zijn steun aan onderwijs en cultuur. Zijn steun aan het leren resulteerde in de zogenaamde Ottonische Renaissance, die ertoe bijdroeg dat het leren levend bleef voor de toekomst. De door hem aangestelde kerkelijken bleken vaak geïnteresseerd in het opbouwen en ondersteunen van cultuur in hun kerkelijke instellingen, zowel kloosterlijke als bisschoppelijke. Dankzij hen bleef de cultuur bloeien, zowel daar als aan het hof, waardoor het Ottoonse tijdperk een belangrijk intellectueel en architectonisch tijdperk werd voor het middeleeuwse Europa.