Er heiratete 929 Editha (Edith) die Halbschwester des angelsächsischen Königs Æthelstan ; Editha verstarb bereits 946 . Ihr hatte er Magdeburg zur Morgengabe bestimmt.
Außenpolitische Anerkennung gewann er im Westfrankenreich als Vermittler zwischen den rivalisierenden Karolingern und Robertinern bzw. Kapetingern wobei er sogar Lehenshoheit über Burgund erlangte. Die Ostgrenze des Reiches sicherte durch Stärkung der Ostmarken und Gründung neuer Bistümer zur Missionierung der Slawen . Insbesondere die Pfalzstadt Magdeburg baute er Machtzentrum im Rahmen der Missionierungs- bzw. Eroberungspläne Osten aus.
Am 10. August 955 besiegte seine Streitmacht das ungarische Reiterheer in der Schlacht auf dem Lechfeld vernichtend und beendete damit die mehr 50 Jahre andauernden Ungarneinfälle. Während des 2. 961 bis 965 wurde er am 2. Februar 962 in Rom zum römisch-deutschen Kaiser gekrönt und gilt als Gründer des Heiligen Römischen Reichs . Mit der Kaiserwürde begann - auch seine deutschen Nachfolger - die Schwerpunktverlagerung der nach Italien . Im 3. Italienzug 966 bis 972 eroberte Kaiser Otto I. die restlichen Herzogtümer in Süditalien und gliederte sie in Heilige Römische Reich ein.
Nach seiner Rückkehr aus Italien hielt 973 einen glänzenden Hoftag in Quedlinburg ab und verstarb am 7. Mai 973 in seiner Pfalz Memleben. Als Nachfolger Ottos I. des Großen wurde sein Sohn Otto II. gekürt.