9月22日，威廉一世与俾斯麦在彼贝尔斯贝尔宫会谈了两个多小时。
威廉问：“你是否愿意当一名大臣而进行军事改革？”
俾斯麦回答：“是”。
威廉又问：“你是否准备抵抗议会多数及其决定而推行扩大军队的方案呢？”
俾斯麦表示愿意。
9月23日，威廉一世决定任用俾斯麦为宰相。
俾斯麦根本不理睬议会中资产阶级多数派否决政府拨款的意见，也不理会他们的“违宪”指责，干脆撇开议会，擅自支付经费进行军事改革。
当威廉担心民众起来革命时，俾斯麦说道：“事到如今，陛下只有一条路，就是战争。陛下不可以被降服！要死就死的像查理一世那样有尊严，切不可像路易十六那样窝囊。”
威廉一世听从了俾斯麦。
根据普鲁士宪法，首相只需对听从国王，并不需要搭理议会。
虽然俾斯麦说他和威廉的工作关系是一个臣子对他的长官尽忠，实际上俾斯麦拿着管理内政和外交的实权。
数次与威廉不同意见，俾斯麦扬言辞职，威廉只好同意俾斯麦的做法。
俾斯麦上台后，通过三次王朝战争来实现德意志统一。
1863年，俾斯麦制定统一德国的纲领，准备同俄、法两国结盟，把奥地利排除于德意志邦联之外，由普鲁士来统一德国。
1864年普鲁士发动对丹麦的战争，占领荷尔斯泰因和石勒苏益格两个公国。
1866年6月16日，又发动对奥地利的战争。当时与普鲁士相敌对的不仅有奥地利，还有巴伐利亚、萨克森、汉诺威、巴登、符登堡、黑森等邦。
在普鲁士本身，国王与议会间的冲突还没有解决。一部分贵族地主对俾斯麦为什么挑起战争并不理解。
威廉一世开始也担心同奥地利决裂，并不热衷于同奥地利开战。
但俾斯麦努力说服国王，把国王推入战争中。9月3日，普奥军队在萨多瓦相遇。这是一场决定性的战役。普军打了胜仗。
威廉一世及其左右的将军们陶醉在胜利中，想进军维也纳。
俾斯麦劝威廉说，现在只需要让奥地利退出德意志邦联，放弃霍尔斯坦，并同意以普鲁士为盟主，成立新的北德意志同盟。如果奥地利接受这些条件，应立即命令军队“向左后转弯”。
威廉一世固执己见，威胁说，如果不能按照普鲁士的习惯并吞同它目前的力量相适应的土地和人口，他便退位。
俾斯麦警告普王，如果普军深入奥境，正中拿破仑三世的下怀。俾斯麦在普奥战争中最担心的是法国的干涉。他也用辞职来要挟威廉，请国王另觅宰相。
国王终于迁就了俾斯麦。1866年7月26日，普奥签订尼柯尔斯堡停战协定，8月23日正式签订布拉格和约。1866年8月，北德意志24个邦和3个自由市缔结同盟条约，成立北德意志同盟，威廉一世任同盟主席，俾斯麦任首相，从而确立了普鲁士在德意志的霸王地位。
1868年西班牙发生资产阶级革命，驱逐了女王伊莎贝尔二世。
俾斯麦设法收买西班牙临时政府，提议由普鲁士国王的堂兄弟利奥波德·霍亨索伦亲王继承空悬的西班牙王位。
这件事情，威廉一世起初不知道。他给俾斯麦写信说：“附件对于我好象是个晴天霹雳。又是一个霍亨索伦家族的人来做王位候补人，而且是西班牙王位的候补人”。
威廉虽然屈从了俾斯麦，但心里很不安。
7月9日，法国驻柏林大使倍内得提前往普王疗养地埃姆斯谒见普王，要求制止利奥波德继承西班牙王位。
威廉表示他将设法劝利奥波德放弃西班牙王位。
7月13日，法国大使奉命再度求见普王，要他作出书面保证，将来任何时候都不允许再提利奥波德继承西班牙王位的事。普王认为不可能作出这样的保证。
7月14日，当威廉离开埃姆斯前往科布伦茨时，在车站上还会见了倍内得提，表示“除了已经向大使表示过的以外，他现在无话可说，但是关于这一问题将在柏林继续谈判。”
威廉一世离埃姆斯前，令其随从、外交部参赞阿贝肯将此事用电报通知俾斯麦。
俾斯麦收到电报时，正同陆军大臣罗昂和参谋总长毛奇共进晚餐。
俾斯麦删改了电文，将原来比较温和的语气改成带有侮辱法国政府的意味。
这个电文一经公布，法国就在7月19日对德宣战。
普法战争开始时，威廉一世发表御前演说，号召德意志民族全力以赴，抵抗法兰西的暴行。
他亲自指挥德军。9月2日，20万德军对色当城发动攻势，680门大炮猛烈开火。法军溃败，拿破仑三世当了俘虏。
至此，阻碍德意志统一的力量已被消除。1870年底，南德四个邦发表声明，宣布加入德意志联邦。
1870年12月10日，在俾斯麦的策划下，北德意志联盟派遣代表团到凡尔赛，请威廉一世当德意志帝国的皇帝。
巴伐利亚童话国王路德维希二世还被迫签署一封俾斯麦起草的信，建议普王接受皇冠。
1871年1月18日，威廉一世在王公贵族的簇拥下，在凡尔赛宫镜厅加冕为德意志帝国皇帝，宣布了德意志帝国的建立。
国王在庆功宴会上的祝酒词中对三杰说：您，罗恩将军，磨亮了宝剑；您；毛奇将军；正确使用了宝剑：您，俾斯麦伯爵，多年来如此卓越地掌管我的政策，每当我感谢军队时，就特别地想到您们三位。”
仪式过后，北德意志邦联(1867－1871)转改为德意志帝国。
这时候的德意志帝国是一个封建国家；皇帝是封建君主们的国家元首和总统。
新领地包括巴伐利亚、符腾堡与萨克森国王；巴登和黑森大公；汉堡、吕贝克和不来梅参议院。
威廉不情愿地接受“德意志皇帝”的名号。他曾提议“德国皇帝”的名号，但显然封建君主们不会接受。
俾斯麦认为威廉是一个传统、谦恭、绝对有礼的绅士，是名副其实的普鲁士军官。他有些判断偶尔会被“妇人之仁”所影响。
1878年5月11日，当威廉一世坐敞篷车出巡于柏林菩提树下街时，五金匠帮工赫德尔向他放了一枪，但打偏了，威廉没有受伤。同年6月2日，一个名叫卡尔·诺比林的人，用霰弹枪射击皇帝，伤了威廉之后自尽。
这成为清除社会主义法于1878年10月21日设立的原因。
法例由俾斯麦的政府提出，并受到国会的大力支持。
法例目的是打击社会主义者和工人阶级的行动，并剥夺了德国社会民主党的合法地位。
“威廉一世虽然名义上是完成了德国统一的君主，但实际上他并算不上是一个多么有天赋有才能的人，很多时候甚至过于死板和保守，缺乏灵活性和大局观。比如普奥战争过后，俾斯麦的意思是不要奥地利割让领土，换取奥地利在将来欧洲的风云变幻中站在自己这一边。但威廉一世还是军人的老一套思维，坚持认为战争的目的就是为了得到领土。为此两人僵持不下，俾斯麦甚至扬言要辞职。最终威廉一世作出妥协，才有了之后两人很多年的继续合作。”伊藤博文对森山茂笑道。
森山茂点头道：“也正是威廉一世的平庸成就了俾斯麦，毕竟威廉一世有时候虽然顽固，但最终基本都会向俾斯麦妥协，换个极其有才能且在意权势的君主可就未必了。有时候君臣之间也讲求力量的平衡，要想合作做大事，总有一方是要相对示弱一些的。从这个角度看，威廉一世和俾斯麦也算是相互成就。”
“就看三天后，我们同德皇见面谈的情况了。”伊藤博文很少见的担心道。