Бодуэн был старшим сын Леопольда III из Саксен-Кобургской династии и его первой жены Астрид Шведской. Он получил домашнее образование, находясь вместе с отцом сначала в военном плену в Бельгии (1940-1944), затем в Германии и Австрии (март-май 1944). В 1944-1950 гг. находился в эмиграции в Швейцарии (1944-1950), где учился в частных школах, в том числе в Женевском колледже. После отречения Леопольда III от престола 17 июля 1951 года принц Бодуэн, по достижении совершеннолетия, был провозглашен Королем бельгийцев. В декабре 1960 года он женился на дочери знатного испанского гранда Фабиоле де Мора-и-Арагон.
В период правления Бодуэна I Бельгия не раз сталкивалась с серьезными проблемами, но благодаря политическим компромиссам и дальновидной политике, ему удалось успешно провести деколонизацию бельгийских владений в Африке и реформу политико-административной структуры Бельгии, предотвратив распад страны и создав федеративное государство, в котором на правовой основе были образованы три автономных региона (Фландрия, Валлония и Брюссель). Бодуэн I стремился отдалить монархию от политики и взять на себя роль беспристрастного посредника между враждующими языковыми общинами: французской (валлонской), нидерландской (фламандской) и германоязычной, трения между которыми неоднократно приводили к падению коалиционных правительств. В 1990 году, не желая обострять отношения с католической церковью и будучи сам бездетным, он заявил, что по религиозным мотивам не может поддержать закон, разрешающий аборты, и тогда, с его согласия, бельгийское правительство приняло отставку короля (на один день) и, взяв на себя всю полноту власти, утвердило закон. Такое решение вопроса предотвратило конфликт с Ватиканом.
После смерти Бодуэна I на бельгийский престол вступил его младший брат Альберт (Альберт II).