Походив з династії Церінгенів. Другий син Леопольда, великого герцога Баденського, та Софії Гольштейн-Готторпської. Народився 1826 року в Карлсруе. Здобув гарну освіту. Потім з братом Людвігом здійснив поїздки до Нідерландів й північної Італії. У 1842—1843 роках разом з братом перебував у Відні. Фрідріх тут суттєво захворів. 1847 року став членом Першої палати Баденських постійних зборів.
1852 року через хворобу батько призначив Фрідріха головою уряду. Після сходження в тому ж році на трон його недієздатного брата Людвіга II призначається регентом. Невдовзі прусський король Фрідріх Вільгельм IV призначив його очільником Сьомого уланського Рейнського полку. 1853 року придбав острів Майнау на Боденському озері. 1854 року заснував художню школу великого герцога Баденського. 1856 року перебрав титул і владу в Бадені. Невдовзі одружився з представницею династії Гогенцоллернів.
З метою збереження внутрішньої згоди новий великий герцог дотримувався принципів конституційної монархії. Багато уваги приділяв розвитку економіки, сприяв перетворенню Мангайму на промисловий центр.
1860 року перевів шкільну систему з церквоного контролю під опіку держави. 1865 року перетворив політехнікум в Карсруе у Вищу технічну школу. У 1866 році під час пруссько-австрійської війни підтримав Пруссію. 1867 року увійшов до Північнонімецького союзу. 1869 року дозволив своїм підданим укладати цивільний шлюб.
1870 року брав участь у війні проти Франції. Був присутній при оголошенні Німецької імперії в Версалі. 1873 року за його наказом зведено велику будівлю бібліотеки в Карлсруе.
У 1881—1882 роках перехворів на тиф. У 1898 році прийняв Теодора Герцля, який займався агітацією і виступав за створення держави Ізраїль. 1902 року університет Карлсруе був названий ім'ям «Fridericiana». 1904 року було запроваджено таємне і пряме обрання до другої палати Баденського ландтагу. Помер 1907 року. Йому спадкував син Фрідріх.
Hans Georg Zier: Friedrich I.. In: Neue Deutsche Biographie (NDB). Band 5, Duncker & Humblot, Berlin 1961, ISBN 3-428-00186-9, S. 490—492 (Digitalisat).