Nacque il 14 marzo 1844 a Torino, da Vittorio Emanuele II, allora duca di Savoia ed erede al trono sardo, e da Maria Adelaide d'Austria. La sua nascita fu molto festeggiata dal popolo piemontese, nonché dalla famiglia reale, che così poté vedere assicurata la discendenza maschile. Egli trascorse tutta la sua infanzia nel castello di Moncalieri, dove ricevette una formazione essenzialmente militare; fu questa dura disciplina che ne formò il carattere. In quegli anni Umberto intrattenne una relazione sentimentale con la duchessa Eugenia Attendolo Bolognini Litta, che durerà per tutta la vita. Umberto sapeva però che si sarebbe dovuto piegare a un matrimonio di convenienza. Fu scelta la principessa Margherita di Savoia. Umberto e Margherita si sposarono nel Duomo di san Giovanni a Torino il 22 aprile 1868; furono le "nozze del secolo" di allora, e per quell'occasione re Vittorio Emanuele II creò il corpo dei corazzieri reali, che dovevano fungere da scorta al corteo regale, e l'Ordine della Corona d'Italia, con cui venivano premiati tutti coloro che si erano distinti al servizio della Nazione. Alla morte del padre Vittorio Emanuele II, il 9 gennaio 1878, Umberto gli succedette col nome di Umberto I. Nello stesso giorno egli emanò un proclama alla Nazione in cui affermava: Il vostro primo re è morto; il successore vi proverà che le istituzioni non muoiono!