Родился и умер в Турине. Член итальянского королевского дома (сын короля Виктора Эммануила II и брат Умберто I), единственный представитель Савойской династии, правивший в Испании. В Италии носил титул герцога Аоста. Избран на престол кортесами в конце 1870 после продолжительного междуцарствия, в ходе которого испанское руководство искало за границей кандидатуру нового короля. В январе 1871 прибыл в Испанию и принёс присягу Конституции. В феврале 1873 Амадей, столкнувшись с социальным кризисом и началом второй карлистской войны, отрёкся от престола, и была провозглашена эфемерная Испанская республика 1873—1874, после чего престол вернулся к Бурбонам в лице Альфонса XII.
Монархия Амадея I была революционного происхождения. Ее предыстория началась с «Сентябрины», или «Славной революции», как звучит историческое прозвище политического переворота 1868 года. Острый правительственный кризис 1863 года драматически ухудшил настроения в стране, а последствия экономического кризиса 1866 г. полностью подорвали престиж правительства и династии. Оппозиция, руководители которой в эмиграции — главным образом в Португалии, Англии, Бельгии и Швейцарии — ожидали сигнала к действиям, посчитали, что их час пробил. Остендским пактом от 16 августа 1866 года приблизительно пятьдесят представителей прогрессистов и демократов, в том числе видные военные, составили заговор. Девизом стал лозунг: «Abajo lo existente» (Долой существующее!). Когда же антидинастическое движение поддержала еще и большая часть «Либерального союза», после смерти Леопольде О'Доннелла (5 ноября 1867 года) вынужденного сменить ориентацию, на стороне переворота оказались почти все слои буржуазии.
В 1878 году Амадей принимал участие в похоронах эрцгерцога Франца Карла, отца императора Франца Иосифа I. Ездил он и на Парижскую Всемирную выставку, где вновь встретился с бывшей испанской королевой Изабеллой. Когда на вежливый вопрос, справляется ли Альфонс XII в Испании, Амадей получил положительный ответ, со свойственной ему иронией бывший король заметил: «Удивительно, ведь у него те же министры, что были у меня!» Второй брак Амадея, заключенный в возрасте 43 лет, после совершеннолетия его сына от первого брака, длился лишь чуть дольше, чем его правление в Испании. Известие о его смерти не всех оставило равнодушными в Испании. Память воздала ему ту справедливость, которой он не удостоился, пребывая на троне. Великий испанский романист Перес Гальдос вынес эфемерному правлению Амадея такой приговор: «Он делал, что мог; во всех своих действиях был беспристрастным и руководствовался доброй волей. Амадей Савойский был примером рыцарства, отважным, без фальши, простым в своих привычках, больше военным, чем политиком». Перед его памятником в туринском Парко-дель-Валентино, созданном Давидом Каландра, посетитель мог бы вспомнить, что Амадей — и таково его историческое значение для Испании — ввел конституционную монархию.