Balduino I fue miembro de la dinastía de Sajonia-Coburgo-Gotha. Después de la abdicación forzosa de su padre, Leopoldo III (rey desde 1934), quien se encontraba en el exilio en Suiza, Balduino I fue nombrado regente en 1950 y coronado un año más tarde.
Balduino I era el hijo mayor del rey Leopoldo III de Bélgica y su primera esposa, la princesa Astrid de Suecia, murió en un accidente automovilístico. El joven príncipe recibió los poderes reales el 1 de agosto de 1950 y, al año siguiente, subió al trono con la abdicación de su padre, que era un monarca impopular.
En 1960 se casó con la española Fabiola de Mora y Aragón, un personaje de la nobleza, hija del conde de Mora. La pareja nunca tuvo hijos, habiendo sufrido abortos involuntarios durante las cinco veces que estuvo embarazada.
Balduino I ganó el respeto de sus súbditos por su actitud imparcial y por sus acciones, en última instancia, en el conflicto lingüístico-cultural entre valones y flamencos. Fue el monarca europeo que reinó durante más tiempo. Después de su muerte, su hermano, el príncipe Alberto de Lüttich, de 59 años, se convirtió en Alberto II (príncipe de Liège), su sucesor al trono.
Durante su reinado se produjo la independencia del Congo en 1960, poniendo fin a la condición de Bélgica como una potencia colonial. Debido a sus convicciones católicas, Balduino I renunció, entre el 4 y 5 de marzo de 1990, a sus deberes como jefe de Estado, al negarse a firmar el proyecto de ley para despenalizar el aborto en el país.
A finales de julio de 1993, durante un viaje a una ciudad de Motril, España, el Rey sufrió un ataque al corazón que acabó con su vida. Su cuerpo fue enterrado en la cripta real de la Iglesia de Nuestra Señora en Bruselas.