Figlio dell'imperatore Enrico I di Sassonia, fu incoronato re di Germania ad Aquisgrana nel 936. Dopo aver domato una pericolosa rivolta principesca guidata dal fratello Enrico e dal duca di Franconia (939), strappò il controllo della Lorena al carolingio Ludovico IV. Per assicurare meglio le basi del proprio potere in Germania distribuì i ducati più importanti (Lorena, Baviera e Svevia) a membri del proprio lignaggio. Nel 951 scese in Italia dove sconfisse Berengario e si fece incoronare a Pavia. Tornato in Germania, dovette contrastare la ribellione di suo figlio Liudolfo (953).
Con Ottone cominciò il Drang nach Osten (la spinta verso est) politico e non solo economico-insediativo dei tedeschi: sconfitti duramente gli ungari nella battaglia di Lechfeld (955) il re si spinse verso l'Elba dove riportò numerose vittorie sulle autoctone popolazioni slave. Nel frattempo, appoggiandosi ai grandi signori laici e soprattutto ecclesiastici (vescovi e abati d'impero), consolidava il proprio potere in Germania. Nel 961 discese nuovamente in Italia ove sconfisse definitivamente e depose Berengario d'Ivrea.
Quindi si diresse, come alleato, alla volta di Roma dove, all'inizio dell'962 si fece incoronare imperatore d'occidente. Rimasto in Italia, due anni dopo depose il papa Giovanni XII, giudicato troppo favorevole a Berengario II. Nel 967 tornò ancora in Italia sia per far incoronare suo figlio Ottone II sia in vista di azioni militari contro longobardi e bizantini dell'Italia meridionale. Tali azioni, pur non ottenendo alcun successo sul campo, gli permisero di contrattare il matrimonio del figlio con la principessa bizantina Teofano. Nel corso del suo regno Ottone si sforzò sempre d'intensificare i legami con tutti i vertici dell'apparato ecclesiastico, sviluppandone anche la potenza territoriale. Solido al proprio interno, il regno ottoniano riuscì anche a organizzare un'efficace difesa del confine orientale contro slavi e ungari.