Сын короля Максимилиана I. Получил первое имя в честь своего заочного крёстного отца Людовика XVI, короля Франции, полное крестильное имя Людвиг Карл Август.
Посещал университеты в Ландсхуте и Геттингене; рано обнаружил горячую любовь к литературе, музыке и искусству.
В противоположность отцу он враждебно относился к Наполеону I, но тем не менее в 1806—1809 годах командовал Баварской дивизией в войнах против Пруссии и Австрии.
По окончании войны с Францией Людвиг жил большей частью в Вюрцбурге и Ашаффенбурге, часто совершая поездки по Италии. В это время он окружил себя кружком писателей и художников, стараясь оказывать им покровительство; в особенности сблизился он с Корнелиусом, Овербеком, Торвальдсеном, впоследствии — с Каульбахом. В частной жизни он был бережлив, но тратил громадные деньги на коллекции художественных произведений, на поддержку театров и пр. Политические его воззрения тогда отличались некоторым либерализмом; в основу конституции 1818 года был положен составленный им меморандум.
После вступления его на престол в 1825 году положение печати сделалось лучше, полицейские гонения прекратились. Он перенес университет из Ландсгута в Мюнхен, реорганизовал Академию художеств. Всего более стремился он к тому, чтобы обратить Мюнхен во «вторые Афины». Он окружил себя художниками и занялся постройкой различных зданий, то в греческом, то в итальянском вкусе. Особенно известна построенная им «Вальхалла» с бюстами всех знаменитых людей Германии, за исключением, однако, Лютера и деятелей Реформации. В то же время Людвиг выступил как поэт и писатель, но произведения его, хотя и разошедшиеся в нескольких изданиях, отличались только вычурным, претендующим на архаичность языком и не оставили никакого следа в немецкой литературе.
Палата депутатов не особенно сочувственно смотрела на предприятия короля, требовавшие громадных расходов, и потому умеренно-либеральное направление Людвига быстро сменилось резко реакционным. Этому содействовало и влияние католического духовенства. Печать была подчинена суровому цензурному уставу 1831 года; представители демократических воззрений подвергались полицейским гонениям, арестам и высылке. Корнелиус, естествоиспытатель Окен, филолог Фальмерайер вынуждены были оставить Баварию. Протестантская религия, несмотря на равноправность исповеданий по конституции, стеснялась; так, протестантским солдатам приказывали преклонять колена перед св. Дарами, а пасторов, протестовавших против этого, сажали в тюрьму; с палатой депутатов шла систематическая борьба, пока при помощи полицейских мер на выборах не удалось устранить оппозицию. В области политики романтические увлечения Людвига сказались в сочувствии греческому восстанию; он согласился на избрание его сына, Оттона, греческим королем, что очень недешево обошлось баварскому казначейству, принужденному поддерживать короля разоренной страны.
В 1810 году он женился на Терезе Саксен-Хильдбургхаузенской (Therese Charlotte Luise von Sachsen-Hildburghausen) (1792—1854). Празднества, устроенные в честь свадьбы, положили начало празднику Октоберфест.
От этого союза родилось 9 детей:
Наступление старости не мешало любовным похождениям Людвига. В 1846 году он подпал под сильное влияние ирландской авантюристки Элизы Гильберт, выдававшей себя за «испанскую танцовщицу Лолу Монтес», которой удалось, как говорили, «победить Лойолу», то есть свергнуть клерикальное министерство Абеля, а потом и умеренное министерство Маурера. Было организовано так называемое министерство Лолы, но политическая реакция не стала от этого слабее, хотя и потеряла свой клерикальный оттенок. Всеобщая ненависть к Людвигу выразилась в «Lobges?nge auf K?nig Ludwig» Гейне (в «Zeitgedichte»), подвергшего резкому осмеянию и меценатство Людвига, и его поэзию, и влияние на него любовниц, и его пиетизм, смешанный с фривольностью.
Революционное движение 1848 года принудило Людвига отказаться от короны в пользу сына, Максимилиана II; Лола была вынуждена покинуть Европу и уехала в США. С тех пор бывший король жил частным человеком, посвящая себя по-прежнему покровительству искусствам.
Людвиг I умер в Ницце, пережив сына, когда уже царствовал его внук Людвиг II. Конная статуя его воздвигнута в Мюнхене в 1862 году, ещё при его жизни.