Był trzecim synem wielkiego księcia Leopolda i córki króla Szwecji, Zofii Wilhelminy von Holstein-Gottorp. Jako że jego starszy brat Ludwik był nieuleczalnie chory, Fryderyk został po śmierci ojca regentem, a później wielkim księciem. Fryderyk uchodził za władcę liberalnego i zwolennika monarchii konstytucyjnej. W czasie jego rządów przeprowadzono w Badenii wiele ważnych reform, m.in. wprowadzono małżeństwo oparte na prawie cywilnym (małżeństwo cywilne). O ile nauczanie religii w szkołach pozostawił w gestii kościołów, to pozostałe przedmioty podlegały państwowemu nadzorowi. Wprowadził w Badenii tajne i bezpośrednie wybory do drugiej izby parlamentu.
Pod jego panowaniem miasto Mannheim stało się centrum lokalnego przemysłu. Rozbudowano drogi wodne i koleje zgodnie z ówczesnymi wymogami industrializacji. Wielki Książę dając zielone światło wielu inicjatywom położył fundament dla dobrobytu gospodarczego w południowo-zachodnich Niemczech. Fryderyk I był wielkim mecenasem i miłośnikiem sztuki. Z jego poręczenia powołano do życia wielkoksiążęcą Akademię Sztuk Pięknych (obecnie Państwowa Akademia Sztuk Pięknych w Karlsruhe). W 1878 roku powstała też uczelnia techniczna – Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft. W 1853 roku Fryderyk I nabył wyspę Mainau na Jeziorze Bodeńskim, na którą sprowadził wiele egzotycznych roślin, kładąc w ten sposób podwaliny pod przyszły wspaniały park.
Dzięki jego zasługom na polu szerzenia kultury, oświaty i techniki wykładowcy politechniki w Karlsruhe zwrócili się z prośbą o nadanie jego imienia tej uczelni, na co Fryderyk wyraził zgodę.
Rok 1888 był dla wielkiego księcia Fryderyka i jego małżonki, wielkiej księżnej Luizy, czasem wielkiej próby. 23 lutego roku na zapalenie płuc zmarł drugi syn książęcej pary Ludwik Wilhelm. Książę Ludwik Wilhelm odbył studia w Heidelbergu. Należał do korporacji Suevia Heidelberg. Pełnił także przez krótki okres służbę wojskową. Jedna z wersji głosi, że nie umarł na zapalenie płuc, a wskutek postrzału w pojedynku[2]. 9 marca 1888 zmarł również ojciec wielkiej księżnej cesarz Wilhelm I oraz brat cesarz Fryderyk III 15 czerwca.
Schematismus für das k.u.k. Heer und für die k.u.k. Kriegsmarine für 1914. Wiedeń: Nadworna i Państwowa Drukarnia, luty 1914.
Uwe A. Oster: Die Großherzöge von Baden (1806–1918), Regensburg 2007 (Verlag Friedrich Pustet), ISBN 3-7917-2084-8.
Hermann Oncken: Großherzog Friedrich I. von Baden und die deutsche Politik von 1854–1871: Briefwechsel, Denkschriften, Tagebücher. 2 Bände. Stuttgart: Deutsche Verlags-Anstalt, 1927.
Hans Georg Zier: Friedrich I. In: Neue Deutsche Biographie (NDB). Band 5, Duncker & Humblot, Berlin 1961, S. 490–492.