Луиш I вступил на трон после смерти своего брата Педру V. Царствование Луиша было отмечено проведением ряда либеральный реформ внутри страны и отменой рабства в колониях. Португалия при нём сделала заметные успехи в экономическом развитии. Также были расширены колониальные владения в Африке.
Луиш был образованным человеком и писал стихи на родном языке, но не имел никаких других талантов, позволявших отличиться на политическом поприще, где он оказался после смерти его двух старших братьев, Педру V и Фернанду.
Во внутренней политике правление Луиша I было отмечено неоригинальной и неэффективной сменой переходных правительств, сформированных в разное время либерально настроенными прогрессистами и — консервативно — регенераторами, которым король благоволил. На годы правления Луиша пришёлся один из периодов внутренней стагнации в Португалии, когда королевство в наибольшей степени отставало от других западноевропейских государств Европы в политической, экономической, технологической сферах.
Колониальная политика в период правления Луиша была ознаменована закреплением за Португалией залива Делагоа в 1875 году, а также потерей Португалии сухопутной границы между Анголой и Мозамбиком в связи с началом активной деятельности бельгийцев в Конго.
С 1862 года был женат на Марии-Пии (1847—1911) — дочери итальянского короля Виктора Эммануила II. От этого брака родились:
В честь короля назван мост Понте-де-Дон-Луиш через реку Дору в Португалии. Соединяет города Порту и Вила-Нова-ди-Гая.