Nagy Katalin cárnő unokája, I. Pál harmadik fia 1796. július 6-án született a Szentpétervárhoz közeli Gatcsina palotában. Két idősebb fiútestvére lévén nem készítették fel az uralkodásra, s ő sem dédelgetett ilyen ambíciókat. Katonának nevelték, lenyűgözte a pedantéria és a grandiózus parádék látványa, a fegyelem és a hierarchia, amely az orosz sereget jellemezte. A korona mégis a fejére került, miután idősebb bátyja, I. Sándor házasságából nem született fiúgyermek, fiatalabb bátyja pedig lemondott trónigényéről, mert rangon aluli házasságot kötött.
A francia forradalom eszméi – a reakciós Szent Szövetséget létrehozó I. Sándor minden erőfeszítése ellenére – ekkora már terjedni kezdtek az Orosz Birodalom területén, és a cár korlátlan hatalmát ellenző dekabristák 1825. december 1-jén, I. Miklós trónra lépésének napján fellázadtak, de könyörtelenül leszámoltak velük. A felkelés Miklóst megerősítette hitében, hogy birodalma legapróbb ügyeit is személyesen, vaskézzel kell intéznie.
Uralkodása alatt ellenségesen viszonyult a liberális és forradalmi ideológiákhoz, birodalmát az abszolutizmus utolsó európai védőbástyájának tekintette. Totális ellenőrzést gyakorolt az egész társadalom felett, megerősítette a titkosrendőrséget és a csendőrséget, besúgóhálózatot épített ki. Létrehozta a rettegett III. ügyosztályt, amely egyszerre volt kémközpont és cenzúrahivatal, a legfőbb cenzor szerepét a cár töltötte be, aki személyesen húzta meg Puskin műveit; Miklós halálakor a cenzorok száma meghaladta a publikáló írókét. A „felforgató” nyugati eszmék terjedésének megakadályozása érdekében szigorúan felügyelte az egyetemi oktatást és az értelmiség tevékenységét, olyan neves művészeket, gondolkodókat tartóztattak le vagy száműztek, mint Dosztojevszkij, Csernisevszkij, Belinszkij vagy az ukrán Tarasz Sevcsenko.
Ugyanakkor Miklós számos belpolitikai kérdésben felvilágosultabb volt elődjeinél, bár ez lényegi változást ritkán eredményezett. Felismerte a vasút fontosságát, ukázában ő rendelte el a Moszkva–Szentpétervár vasútvonal megépítését.
a népiskolák növekvő száma ellenére a társadalmi mobilitás korlátozott maradt. Igyekezett fejleszteni országa gazdaságát, de ennek legfőbb akadályát, az idejétmúlt jobbágyrendszert nem számolta fel teljesen. 1847-ben törvénybe foglalta, hogy a jobbágyok nemeseik beleegyezésével megvásárolhatják az általuk megművelt földet, de az európai viszonylatban megkésett rendelkezésről a parasztok többsége nem is értesült, és a jobbágyfelszabadítást csak 1861-ben hajtotta végre Miklós fia, II. Sándor. Az európai monarchiák java a korszakban már polgári törvénykönyvek alapján működött, míg a cár csak az elődei által kiadott dekrétumokat gyűjtötte össze, de egyes tanácsadói már ezt is túl forradalmi újításnak tartották.
Külpolitikáját az orosz cárok évszázados terjeszkedése vezérelte, fő törekvése az volt, hogy meleg tengeri kikötőkhöz jusson. 1828-ban megtámadta az Oszmán Birodalmat, az egy évvel későbbi drinápolyi békében megszerezte a mai Georgia (Grúzia) és Örményország területének nagy részét, és elérte, hogy a törökök az orosz kereskedelmi hajók számára megnyissák a Dardanellákat.
Miklós 1832-ben kiadott ún. organikus statútuma felszámolta Lengyelország orosz uralom alá került részének megmaradt autonómiáját: a területet az Orosz Birodalom örökös részévé tette, feloszlatta a szejmet, hatályon kívül helyezte az alkotmányt, cenzúrát léptetett életbe, erőszakos oroszosítás kezdődött. (Poroszország, a Habsburg és az Orosz Birodalom három alkalommal is felosztotta egymás között Lengyelországot, amely az utolsó, 1795-ös felosztás után több mint egy évszázadra eltűnt a térképről.)
I. Miklós 1849. május 9-én rendelte el – a fiatal I. Ferenc József osztrák császár kérésének eleget téve – az orosz katonai beavatkozást az 1848–49-es magyar forradalom és szabadságharc leverése érdekében, ettől kezdve nevezték „Európa csendőrének”. Döntését nemcsak az befolyásolta, hogy gyűlölte a forradalmakat, hanem az is, hogy a törökökkel folytatandó háborúra készülve fenn akarta tartani az európai status quót.
I. Miklós – tévesen – azt gondolta, hogy ezzel lekötelezte a Habsburgokat, és újfent kísérletet tett a meleg tengerekhez való kijutásra. Az 1853-ban a törökök ellen indított krími háborúban azonban egész Európával találta magát szemben, Bécs pedig nem állt Oroszország oldalára. A cári hadak megalázó vereségeket szenvedtek, a háborúnak közel félmillió orosz esett áldozatul. Miklós már nem élte meg Szevasztopol elestét, és azt sem, hogy az adósságokban fuldokló Orosz Birodalom kénytelen volt eladni Alaszkát az Egyesült Államoknak. A cár 1855 februárjának végén betegen vett részt egy katonai parádén, ahol tüdőgyulladást kapott és március 2-án meghalt, felesége öt nappal élte túl. A trónon elsőszülött fia, II. Sándor követte.
