В 1891 году после смерти своего старшего брата принца Бодуэна объявлен наследником престола. Получил частное образование; окончил в 1892 году Королевскую военную школу. До вступления на престол он носил титул графа Фландрского. 2 октября 1900 женился на герцогине Елизавете Баварской, дочери герцога Карла Фридриха.
В отличие от дяди, был очень популярен как монарх с самого начала правления. Избегал роскоши двора, любил принимать гостей, много путешествовал. В 1898 и 1919 годах он посетил США. В 1900 году совершил поездку по «Свободному государству Конго» (личному владению и «концессии» его дяди, короля Леопольда II) и по возвращении в Бельгию настаивал на изменении отношений с африканцами. Как король он значительно гуманизировал управление колонией (ставшей государственным, а не частным владением).
В 1909—1910 годах в Бельгии прошли существенные реформы: были приняты закон об обязательной военной службе, закон о школьном образовании, продолжительность которого была увеличена до 14 лет.
Альберт I приобрёл наибольшую известность и популярность в Европе (страны Антанты) во время Первой мировой войны.
О планах Германии начать войну Альберт узнал в 1913 в Берлине от Вильгельма II. Король предупредил Францию. Вскоре после Сараевского убийства, 3 июля 1914 в личном письме Вильгельму Альберт известил его о нейтралитете своей страны. Однако германские войска нарушили нейтралитет Бельгии и вторглись на её территорию. Альберт стал, согласно 68-й статье Конституции, главнокомандующим бельгийской армией. Начальником штаба был генерал Салльер де Моранвиль.
При большом превосходстве противника бельгийцам пришлось отступить и оставить Брюссель. Однако Альберту удалось перегруппировать свою армию и затопить низменный берег Изера водой, открыв шлюзы дамбы (совет дал французский генерал Фердинанд Фош). До конца войны бельгийцы во главе с королём, несмотря на неравенство сил, удерживали небольшой плацдарм на своей территории.
Слава «короля-солдата» и «короля-рыцаря» во всех странах Антанты, включая Россию, была громадна. Английские писатели и поэты издали сборник «Книга короля Альберта», посвящённую королю и народу Бельгии; эта книга была вскоре переведена и на русский язык. После войны Альберт продолжал считаться национальным героем. Российский император Николай II 5 сентября 1914 года наградил его орденом св. Георгия 4-й степени, а в ноябре того же года пожаловал ему и 3-ю степень этого ордена.
После окончания Первой мировой войны Альберт внёс вклад в восстановление страны, пострадавшей от немецкой оккупации. Он поддерживал развитие промышленности и торгового флота. Фельдмаршал английской армии (1921).
С молодости увлекался спортом, верховой ездой, альпинизмом и естественными науками. Ежедневно читал работы в разных областях — по литературе, военному делу, медицине, авиации. Водил мотоцикл и научился пилотировать самолёт.
Король-альпинист проводил много времени в горах. В результате несчатного случая, сорвавшись со скалы во время одного из восхождений близ Марш-Ле-Дам, он погиб 17 февраля 1934 года в возрасте 58 лет.
2 октября 1900 он женился на Елизавете фон Виттельсбах, герцогине Баварской (1876—1965), дочери герцога Карла Фридриха Баварского и племяннице императрицы Австрии Елизаветы. У них родились: