Luigi Filippo Maria Ferdinando Pietro di Alcantara Antonio Michele Raffaele Gabriele Gonzaga Saverio Francesco d'Assisi Giovanni Augusto Giulio Valfando di Sassonia-Coburgo-Gotha Braganza
Sin da giovane il duca Luigi si dimostrò molto acculturato e molto appassionato di poesia, distinguendosi soprattutto come scrittore dialettale, ma aveva poca abilità nelle questioni politiche. Molte erano le sue qualità artistiche essendo egli talentuoso pittore nonché compositore e musicista, suonando il violoncello e il pianoforte. Poliglotta, parlava correttamente quattro lingue europee e si occupò personalmente di tradurre le opere di William Shakespeare in portoghese. Per il proprio servizio militare, entrò in marina e con questa carica visitò l'Africa, ottenendo nel 1858 il suo primo comando navale.
Luigi I del Portogallo alla sua incoronazione nel 1861
Luigi divenne Re del Portogallo l'11 novembre 1861 alla morte del fratello Pietro V che non aveva lasciato eredi. Fu incoronato Re il 22 dicembre di quello stesso anno e il 27 settembre dell'anno successivo si sposò per procura con la principessa Maria Pia di Savoia, figlia del re Vittorio Emanuele II d'Italia.
Il regno di Luigi fu, come era prevedibile per la sua scarsa abilità di gestione, tedioso e ineffettivo, caratterizzato da una serie di governi transitori che portarono al cosiddetto "rotativismo" tra i Progressistas (Liberali) e i Regeneradores (Conservatori, il partito generalmente favorito dalla monarchia). Durante il suo regno, il rincaro della tassazione sui beni di consumo, portò a una rivolta chiamata popolarmente Janeirinha (sul finire del 1867), disagi che si riproposero il 19 maggio del 1870 con una rivolta militare capeggiata dal duca di Saldanha che portò quindi alle dimissioni di quest'ultimo[da che cosa?].
I conservatori presero il potere nel settembre del 1871, quando venne nominato primo ministro Fontes Pereira de Melo, il quale mantenne la propria posizione sino al 1877 e poi nuovamente dal 1878, motivo per cui i progressisti accusarono più volte il monarca di voler sponsorizzare scandalosamente il movimento liberale[incoerente: i progressisti non erano proprio i liberali?], il che costituì un incentivo allo sviluppo del repubblicanesimo.
Malgrado questo il regno di Luigi I è ricordato anche per la costruzione dei porti di Lisbona e Leixões, per l'ampliamento della rete stradale e ferroviaria nazionale, per la costruzione del Palácio de Cristal di Porto, per l'abolizione della pena di morte per reati civili, per l'abolizione della schiavitù nel Portogallo e per la pubblicazione del primo codice civile.
La politica di Luigi sembrò avere un salto di qualità attorno al 1870, quando divenne uno dei candidati al trono spagnolo a seguito della guerra di successione scoppiata dopo la guerra franco-prussiana; ma la scelta cadde poi su di Amedeo di Savoia-Aosta, suo cognato. Il Portogallo tornò quindi alla propria stagnazione e si trovò sempre un passo dietro gli altri paesi europei in quanto a educazione pubblica, stabilità politica, progresso tecnologico e prosperità economica.
Sotto l'aspetto degli affari coloniali, la Baia di Delagoa venne confermata possedimento portoghese nel 1875, mentre in Africa il tutto andò peggiorando a causa dell'espansionismo belga e inglese nelle aree di Angola e Mozambico.
Luigi fu soprattutto un uomo di scienza, con una passione per l'oceanografia. Egli investì buona parte del proprio patrimonio personale in fondi per la ricerca negli oceani. Egli fu anche responsabile dell'istituzione di uno dei primi acquari del mondo, l'Aquário Vasco da Gama a Lisbona, ancora oggi aperto al pubblico e che ha tra i propri pezzi forti una seppia di 10 metri. Egli trasmise questa passione anche ai suoi figli, che continuarono la sua opera.