I. Frigyes Vilmos (németül: Friedrich Wilhelm I.; Berlin, Porosz Királyság, 1688. augusztus 14. – Potsdam, Porosz Királyság, 1740. május 31.), a Hohenzollern-házból származó porosz királyi herceg, I. Frigyes porosz király és Hannoveri Zsófia Sarolta egyetlen fia, aki apját követvén porosz király és brandenburgi őrgróf, valamint német-római választófejedelem 1713-tól 1740-ben bekövetkezett haláláig. II. Nagy Frigyes porosz király édesapja.
I. Frigyes Vilmos jelentős államadósságot örökölt apjától, I. Frigyestől, melyet fegyelmezetten törleszteni tudott és uralkodása során rendbe tette az ország pénzügyeit.
Az uralkodó támogatta a gazdaság fejlődését, hajógyárakat építtetett, dohánymonopóliumot vezetett be stb. A bevételeket a hadsereg fejlesztésére fordította elsősorban.
Frigyes Vilmos számos telepest hívott országába. Csak a salzburgi püspökség területéről mintegy 1500 protestáns telepes érkezett porosz földre és Brandenburgba. Berlinbe jelentős számban érkeztek csehek, akik fontos szerepet játszottak a textilipar fejlesztésében.
A király protekcionista gazdaságpolitikát folytatott, mely azonban lassanként majdhogynem rendőrállammá változtatta Poroszországot. A lakosságnak meg volt tiltva, hogy külföldi textilből készítsen ruhát, és az uralkodó elrendelte a külföldi kelmék megsemmisítését.
A tudományokat és művészetet I. Frigyes Vilmos nem támogatta, ezeket inkább gúnyolta. Elhíresült mondása Leibnizről: „Teljesen haszontalan ember, aki arra is alkalmatlan, hogy tisztességesen álljon a strázsán.”
A családban tartott fegyelem és szigor miatt összetűzésbe került fiával és örökösével, a későbbi II. (Nagy) Frigyes királlyal.
A spanyol örökösödési háborút lezáró utrechti békében (1713) Poroszországhoz csatolták Geldernt, Limburgot és a lengyel Stettint.
A svédek ellen vívott északi háborúban megszerezte Poroszország számára Elő-Pomerániát (1720).
I. Frigyes Vilmos uralkodása alatt a Porosz Királyság Európa negyedik legnagyobb katonai hatalmává vált. 89 000 katonát tartottak hadrendben ebben az időszakban. A militarizmus abban is kifejezésre jutott, hogy I. Frigyes Vilmos volt az első olyan uralkodó, aki egész életében tiszti egyenruhát viselt.
Még trónörökös korában, 1706. június 14-én Frigyes Vilmos herceg eljegyezte Zsófia Dorottya hannoveri hercegnőt (1687–1757), György hannoveri választófejedelem (a későbbi I. György brit király) és Zsófia Dorottya braunschweig–lüneburgi hercegnő (1666–1726) leányát, a későbbi II. György brit király húgát. Ez év november 13-án Cölln an der Spree városában megtartották az esküvőt. A házasságból 14 gyermek született, 10-en érték meg a felnőttkort: