Basileios sinh ra trong một nhà nông vào cuối năm 811 (hoặc đôi khi trong thập niên 830 theo ước tính của một số học giả) tại Charioupolis ở thema Makedonia thuộc Đông La Mã (đơn vị hành chính tương ứng với khu vực Hadrianopolis ở Thracia).[1][2] Xứ Thracia của Đông La Mã đương thời là vùng đất do các sắc dân Slav, Hy Lạp và Armenia tới định cư. Những luận điệu được nêu lên về nguồn gốc Armenia,[1] Slav,[3][4] thay vì gốc gác "Armenia-Slav"[2] dành cho Basileios I. Tác giả của cuốn tiểu sử chuyên dụng duy nhất về Basileios I bằng tiếng Anh đã kết luận rằng thật khó mà nắm chắc được về nguồn gốc dân tộc của hoàng đế là gì, dù Basileios rõ ràng đã tín nhiệm sự ủng hộ của người Armenia để đưa họ vào những vị trí nổi bật trong Đế quốc Đông La Mã.[5] Dưới thời Basileios, một quyển gia phả được soạn thảo kỹ lưỡng đã cung cấp cho mọi người biết thêm một chi tiết rằng tổ tiên của ông không chỉ là nông dân như hầu hết vẫn tưởng, mà là hậu duệ thuộc các dòng vua nhà Arsacid (Arshakuni) xứ Armenia và cũng là của Constantinus Đại đế.[6]

Một câu chuyện khẳng định rằng ông đã trải qua một phần tuổi thơ của mình trong tình trạng bị giam cầm ở Bulgaria, nơi gia đình ông được cho là đã bị bắt làm tù nhân của Khan Krum (trị vì 803–814) vào năm 813. Basileios sống ở đó cho đến năm 836 mới cùng một số người khác trốn vào lãnh thổ do Đông La Mã chiếm giữ ở Thracia.[1] Basileios cuối cùng đã đủ may mắn để bước vào làm người trông coi ngựa cho Theophilitzes, họ hàng của caesar Bardas (chú của hoàng đế Mikhael III). Trong khi phục vụ Theophilitzes, ông đến thăm thành phố Patras và chiếm được cảm tình của Danielis, một người phụ nữ giàu có đã rước ông về dinh và ban cho của hồi môn.[7] Basileios còn lôi kéo được sự chú ý của Mikhael III về tài nuôi ngựa và giành chiến thắng trước nhà vô địch Bulgaria trong một trận đấu vật; vì vậy mà ông sớm trở thành bạn thân, tâm phúc và vệ sĩ (parakoimomenos) của Hoàng đế Đông La Mã.[8]

Theo lệnh của Hoàng đế Mikhael, Basileios đã ly dị người vợ Maria và kết hôn với Eudokia Ingerina, tình nhân mà Mikhael rất mực sủng ái vào khoảng năm 865.[7] Trong cuộc viễn chinh chống lại người Ả Rập, Basileios đã thuyết phục Mikhael III rằng vị hoàng thúc Bardas đang thèm muốn ngai vàng Đông La Mã, rồi sau đó đã ra tay giết chết Bardas với sự chấp thuận của Mikhael vào ngày 21 tháng 4 năm 866. Basileios nghiễm nhiên trở thành nhân vật đầy quyền thế trong triều và được bổ nhiệm giữ chức vụ danh giá kaisar (caesar) hiện giờ đang bỏ trống, trước khi được trao vương miện đồng hoàng đế vào ngày 26 tháng 5 năm 866. Sự đề bạt này có thể bao gồm việc Mikhael III nhận Basileios làm con nuôi dù bản thân hoàng đế trẻ tuổi hơn ông nhiều. Thường thì mọi người đều tin rằng Leon VI, người thừa kế và đứa con trai có tiếng tăm của Basileios đích thực là con ruột của Mikhael.[7] Mặc dù Basileios dường như đã chia sẻ niềm tin này (và tỏ thái độ căm ghét Leon), việc Basileios được thăng lên cấp bậc caesar và sau đó là đồng hoàng đế đã ban cho đứa trẻ này tính hợp pháp và thân mẫu chính thống và cũng bảo đảm quyền kế thừa ngôi vị hoàng đế Đông La Mã. Đáng chú ý là khi Leon vừa mới chào đời, Mikhael III liền tổ chức sự kiện này bằng một cuộc đua xe ngựa công cộng, trong khi ông thẳng thừng cho biết là Basileios không được lợi dụng địa vị mới của mình trong vai trò là hoàng đế nhỏ.[9]

Khi Mikhael III bắt đầu qua sang ủng hộ một viên cận thần khác là Basiliskianos, Basileios quyết định rằng địa vị của mình đang bị huỷ hoại. Mikhael dọa sẽ trao hoàng vị cho Basiliskianos và chính vì vậy mà Basileios buộc phải ra tay trước bằng cách tổ chức vụ ám sát Mikhael vào đêm ngày 23/24 tháng 9 năm 867. Mikhael và Basiliskianos chìm đắm trong cơn say rượu sau một bữa tiệc linh đình tại cung Anthimos khi Basileios cùng với một nhóm nhỏ đồng phạm (bao gồm cả cha Bardas, em trai Marinos và người anh em họ Ayleon) lẻn vào trong. Các ổ khóa vào cửa buồng bị làm giả và quan thị vệ lại không bố trí lính canh; cả hai nạn nhân đều bị hung thủ dùng kiếm đâm chết.[10] Ngay sau cái chết của Mikhael III, Basileios với tư cách là hoàng đế duy nhất còn lại đã tự mình kế thừa ngai vàng như một basileus đích thực nắm quyền trị vì đất nước.[11]