Figlio secondogenito di Carlo Emanuele I e di Caterina di Spagna, nasce a Torino nel 1587. Nel 1618 sposa Maria Cristina di Francia, figlia di Enrico IV e di Maria dé Medici. Nel 1630 succede al padre. Dai suoi stati mancano la Savoia, Susa, Pinerolo, Bricherasio e Saluzzo occupata dai Francesi. Continuò la guerra intrapresa già da suo padre. Conflitto, che univa al pericolo delle battaglie anche quello, più nascosto, di intrighi segreti. Nel 1637, dopo una vittoria sugli Spagnoli, viene inviato dagli alleati Francesi a Vercelli. Qui si stabiliscono i piani per il proseguimento della campagna. Nel banchetto che ne segue Vittorio Amedeo I viene colto da violenti spasmi e muore per avvelenamento, il 7 ottobre del 1637 a Vercelli, dove viene sepolto.