Cosimo sinh ra tại Firenze, là con trai của condottiere nổi tiếng Giovanni dalle Bande Nere đến từ Forlì và Maria Salviati.

Theo tài liệu của nhà Medici, Cosimo I sinh ra vào ngày 12 tháng 6, 1519 và mất ngàu 21 tháng 4, 1574. Cosimo lên nắm quyền lực vào năm 17 tuổi, qua sự kiện Công tước Alessandro de' Medici bị ám sát vào năm 1537, khi mà người con trai duy nhất của Alessandro được cho là không có quyền thừa kế hợp pháp. Ông xuất phát từ một nhánh xa khác của gia đình, cư ngụ ở Mugello, và gần như không có tên tuổi ở Firenze: tuy nhiên, nhiều người có ảnh hưởng trong thành phố đã ủng hộ ông, vai người trong số họ hi vọng sau khi nắm quyền ông sẽ cho họ hưởng lợi từ chi tiêu của quốc gia. Tuy nhiên, đi ngược lại mọi dự đoán Cosimo chứng tỏ lập trường, tài khéo léo trong ngoại giao và tham vọng của mình, khi đã sớm từ bỏ các điều khoản đã ký và giao phó quyền lực cho hội đồng Forty-Eight.

Tượng bán thân của Cosimo từ phân xưởng của Benvenuto Cellini, ca. 1550Chân dung được cho là của Cosimo I de' Medici, khi còn là một đứa trẻ, dp Titian, in the Grand Salon của Château de Cheverny, ở Pháp.Equestrian statue by Giambologna
(Piazza della Signoria, Florence).

Khi những người Firenze bị lưu đày nghe tin về cái chết của Alessandro, họ tập hợp lực lượng với sự hỗ trợ của Pháp và từ các quốc gia bất mãn lân cận Firenze. Trong thời gian này, Cosimo có một đứa con gái ngoài giá thú là Bia (1537 – 1542), người này sau đó đã được vẽ lại chân dung một thời gian ngắn trước khi mất khi còn trẻ trong một bức tranh kỳ diệu[1] bởi Bronzino.

Đến cuối tháng 7, 1537 những người bị lưu đày tuần hành tới Toscana dưới sự lãnh đạo của Bernardo Salviati và Piero Strozzi. Khi Cosimo nghe tin này, ông đã gửi những binh lính được huấn luyện tốt nhất cho Alessandro Vitelli chỉ huy để chống lại kẻ thù tại Montemurlo, một pháo đài của Nerli. Sau khi đánh bại đội quân của những người bị lưu đày, Vitelli tấn công pháo đài, nơi Strozzi và vài đồng đội lã lui về cố thủ. Pháo đài đã bị thất thủ vài giờ sau đó, và Cosimo đã tổ chức ăn mừng chiến thắng đầu tiên này. Những tù nhân chủ chốt bị bắt cuối cùng bị chặt đầu tại Piazza hay ở Bargello. Thân thể Filippo Strozzi được tìm thấy với một nhát gươm chí mạng và một ghi chú tên Virgil, nhưng nhiều người tin rằng ông đã tự tử và để lại bằng chứng giả.

Tháng 6, 1537 Cosimo được công nhận là người đứng đầu quốc gia Florentine bởi Hoàng đế La Mã Thần thánh Charles V, để đổi lại sự giúp đỡ chống lại Pháp trong Các cuộc chiến tranh Italia. Bằng cách này, ông đã phục hồi vững chắc quyền lực nhà Medici, dòng họ này sau đó đã cai quản Firenze cho đến cái chết của người cuối cùng dòng họ Medici là Gian Gastone de' Medici vào năm 1737. Sự hỗ trợ từ Charles V đã giúp cho Cosimo giải phóng Toscana khỏi các tiền đồn quân sự, và gia tăng sự độc lập khỏi ảnh hưởng bao trùm của Tây Ban Nha ở Italy.

Cosimo sau đó chuyển hướng đến Siena. Với sự hỗ trợ của Hoàng đế, ông đã đánh bại người Siena tại Trận Marciano (1554), và đưa quân bao vây Siena. Bất chấp sự kháng cự rời rạc của cư dân Siena, vào ngày 17 tháng 4, 1555, sau 15 tháng bao vây thành thố bị thất thủ, và dân số của nó giảm từ 40 ngàn người xuống còn 8 ngàn người. Năm 1559 Montalcino, vị trí cố thủ cuối cùng của Siena đã bị sáp nhập vào lãnh thổ Cosimo. Năm 1569, Qiáo Hoàng Pius V đã nâng ông lên vị trí Đại công tước xứ Toscana.

Thông qua việc này, Cosimo chính thức là nhà cầm quyền hợp pháp và vị trí của ông được đảm bảo bằng việc thuê một đội cận vệ Thuỵ Sĩ. Năm 1548 ông đã xoay xở để người họ hàng Lorenzino, người nhà Medici khẳng định quyền cai quản Firenze bị ám sát ở Venice.

Cosimo cũng là một người tích cực xây dựng các cấu trúc quân sự,[2] trong một nỗ lực nhằm bảo vệ đất nước của ông khỏi sự tấn công thường xuyên của quân đội ngoại bang (ví dụ là các pháo đài mới ở Siena, Arezzo, Sansepolcro, các thành luỹ mới tại Pisa và Fivizzano, và các pháo đài tại Portoferraio, trên đảo Elba, và Terra del Sole).

Ông đánh thuế khoá nặng lên người dân. Bất chấp các khó khăn kinh tế, ông là người bảo trợ hào phóng cho nghệ thuật và cũng phát triển hải quân Firenze, sau đó đã tham giả vào Trận Lepanto, và đặt ra huy chương Hiệp sĩ Thánh Stephen.

Trong khoảng thời gian 10 năm cuối trị vì, bị chấn động vì cái chết của hai người con vì bệnh sốt rét, Cosimo từ bỏ triều chính và trao lại quyền lực cho người con đồng thời là người kế tự Francesco I de' Medici. Ông rút khỏi chính trường và sống tại villa Villa di Castello, bên ngoài Firenze.

Cosimo và nghệ thuật

Cosimo I có lẽ được biết đến nhiều nhất ngày này nhờ việc tạo ra Uffizi ("các văn phòng"). Nơi này ban đầu được dự định sẽ trở thành một phương tiện củng cố quyền lực trung ương của ông đối với các uỷ ban, nha và phường hội được lập tại Firenze, hiện nay đâu là một trong những bộ sưu tập nghệ thuật quan trọng bậc nhất của thế giới, mà phần lớn các tác phẩm được uỷ nhiệm hay sở hữu của nhiều người trong dòng họ Medici. Ông cũng hoàn thành Cung điện Pitti được dùng làm nơi ở cho dòng họ Medici và tạo ra Vườn Boboli tráng lệ bên trong Pitti. Tương tự như những tiền bối của mình, ông cũng đã là một người bảo trợ quan trọng cho nghệ thuật cùng với Vasari, Cellini, Pontormo, Bronzino, kiến trúc sư Lanci, và các nhà sử học Scipione Ammirato và Benedetto Varchi.

Một tượng người cưỡi ngựa lớn bằng đồng của Cosimo I thực hiện bởi Giambologna, khánh thành vào năm 1598, vẫn đứng vững đến tận ngày nay ở Piazza della Signoria, quảng trường chính của Firenze.

Cosimo cũng là một mgười cuồng nhiệt với giả kim thuật, được truyền từ bà ngoại của ông là Caterina Sforza.