У 1793-1795 командував нідерландськими військами у війні з французами, що закінчилася у 1795 вступом військ Шарля Пішегрю в Амстердам і втечею Віллема разом з батьком з Нідерландів. Вільгельм V у 1802 відмовився на користь Віллема від призначеної йому імперським сеймом нагороди у Німеччині.
Після смерті батька в 1806 отримав у своє володіння нассауські спадкові землі (Нассау-Діц).
Наполеонівські війни
У війні 1806 служив у прусській армії, був захоплений у полон французами. Наполеон I оголосив його позбавленим земель.
У війну 1809 добровільно зголосився в армію ерцгерцога Карла та брав участь у битві при Ваграмі. Після поразки Наполеона у Битві народів при Лейпцизі (1813) він вирушив до Англії, звідки незабаром висадився у Схевенінгені, де його, як правителя усієї країни, привітав народ і тимчасовий уряд. Свої німецькі спадкові землі Віллем прийняв у свою власність ще раніше.
Утворення королівства Нідерланди. Відділення Бельгії
Величезний державний борг, який виник через політику Віллема I, викликав непопулярність короля. Ще більше вона посилилася через його роман із католицькою графинею Ганрієттою д'Утремон. За таких обставин він вирішив 7 жовтня 1840 передати корону своєму старшому синові Віллему II. Прийнявши титул герцога Нассауського, він перебрався до Берліна, де одружився з графинею д'Утремон.
Помер 12 грудня 1843 у Берліні.
Особисте життя
Був одружений з Вільгельміною Прусською. Мав із нею шестеро дітей, з яких живими народились четверо:
Віллем (1792—1849) — наступний король Нідерландів, був одружений із російською княжною Анною Павлівною, мав із нею п'ятеро дітей;