胡安·卡洛斯幼時(shí)隨其父旅居意大利、瑞士和葡萄牙等國(guó)。

1947年，佛朗哥宣布恢復(fù)君主政體并任國(guó)家元首，他選中胡安·卡洛斯為未來的國(guó)王并召其回國(guó)接受教育。胡安·卡洛斯中學(xué)畢業(yè)后，接受了全面的軍事訓(xùn)練，先后在西陸、海、空三軍軍事學(xué)院學(xué)習(xí)。

1960年，他入馬德里大學(xué)攻讀政治、法律、哲學(xué)、歷史、文學(xué)、國(guó)際法等課程。大學(xué)畢業(yè)后，胡安·卡洛斯開始從政實(shí)踐，先后到政府各部門熟悉行政管理情況。

1969年7月，西班牙議會(huì)批準(zhǔn)胡安·卡洛斯為未來的國(guó)家元首。

1975年佛朗哥逝世，胡安親王在反對(duì)聲中，為了國(guó)家的穩(wěn)定，宣布放棄法定繼承人的地位，才讓兒子順利登基成為國(guó)王，是為胡安·卡洛斯一世。胡安·卡洛斯一世國(guó)王還是西班牙武裝部隊(duì)最高統(tǒng)帥。

胡安·卡洛斯一世在位期間實(shí)行了民主改革，1976年，他任命阿道夫·蘇亞雷斯為首相，并于1977年舉行了西班牙戰(zhàn)后全國(guó)第一次全面普選。他注重外交，曾于1978年訪問中國(guó)。對(duì)于國(guó)內(nèi)的局勢(shì)雖然一直都關(guān)心，但都放手交由首相全權(quán)主理。 

2005年5月，其子36歲的西班牙王儲(chǔ)費(fèi)利佩與31歲的新娘萊蒂齊亞·奧爾蒂斯結(jié)婚。新娘奧爾蒂斯是西班牙著名電視節(jié)目主持人，是西班牙首位平民王儲(chǔ)妃。同年11月，王儲(chǔ)夫婦的女兒萊昂諾爾公主出生，萊昂諾爾是國(guó)王胡安·卡洛斯一世和王后索菲婭的第7個(gè)孫子女，也是繼王儲(chǔ)費(fèi)利佩之后的西班牙王位第二順位繼承人。

2014年6月2日，西班牙國(guó)王胡安·卡洛斯一世在全國(guó)電視講話中宣布退位決定。

其祖父為西班牙國(guó)王阿方索十三世。其父為胡安親王，原為西班牙王室繼承人，因弗朗西斯科·佛朗哥將軍自任攝政，進(jìn)行獨(dú)裁統(tǒng)治，因此無法繼位。

其母為兩西西里王國(guó)的瑪利亞公主。她是西班牙國(guó)王卡洛斯三世的第六代子孫，也就是胡安親王的遠(yuǎn)房堂姐。

卡洛斯一世為家中的嫡長(zhǎng)子。

胡安·卡洛斯1938年生于意大利羅馬，當(dāng)時(shí)西班牙王室因躲避1931年成立的西班牙第二共和國(guó)而遷居到意大利。1948年他回到西班牙接受教育，1954年畢業(yè)于馬德里the San Isidro Institute學(xué)校。然后參軍，并于1955年至1957年在the Military Academy of Zaragoza軍事學(xué)院深造。1957年他又在Marin海軍學(xué)校，San Javier空軍學(xué)校學(xué)習(xí)。1961年他畢業(yè)于馬德里康普頓斯大學(xué)。此后就生活在the Palace of Zarzuela。

二戰(zhàn)后，西班牙國(guó)內(nèi)反對(duì)長(zhǎng)槍黨及佛朗哥將軍獨(dú)裁統(tǒng)治的聲音一直未有間斷，部分支持君主制的人把希望寄予自由主義者、原王位繼承人胡安親王推上王位，但一直為佛朗哥拒絕。后來佛朗哥宣布恢復(fù)王室，由于擔(dān)心胡安親王會(huì)把他過往所推行的改革推翻，所以他于1969年指定了胡安親王的長(zhǎng)子胡安·卡洛斯為自己的繼承人，獲“西班牙王子”的稱號(hào)。

1975年佛朗哥逝世，胡安親王在左派反對(duì)下，為了國(guó)家的穩(wěn)定，宣布放棄法定繼承人的地位，讓兒子順利登基成為國(guó)王，是為胡安·卡洛斯一世。

由于巴塞羅那伯爵是西班牙國(guó)王的其中一個(gè)附屬頭銜，胡安親王在之前的流亡生涯中為了表示享有西班牙王位的繼承權(quán)便自稱巴塞羅那伯爵。胡安·卡洛斯一世登基后正式封父親為巴塞羅那伯爵，并在1993年父親逝世后追封他為胡安三世，以彌補(bǔ)對(duì)他生前的虧欠。之后西班牙國(guó)王世系中將不能出現(xiàn)胡安三世，下一個(gè)以胡安為教名登基的國(guó)王將是胡安四世。

胡安·卡洛斯一世在位期間實(shí)行了民主改革，1976年，他任命阿道弗·蘇亞雷斯為首相，并于1977年舉行了西班牙戰(zhàn)后全國(guó)四十一年第一次真正普選。他注重外交，曾于1978年訪問中華人民共和國(guó)，成為西班牙1973年與中共建交后，第一位訪問中國(guó)的元首。雖然他一直關(guān)心國(guó)內(nèi)局勢(shì)，但依然放手由首相全權(quán)管理。

1981年，部分右翼軍方人士發(fā)動(dòng)政變，試圖恢復(fù)專制統(tǒng)治，國(guó)王在政變領(lǐng)導(dǎo)人來訪時(shí)借故溜走，通過電視臺(tái)宣布自己不能容忍民主的倒退，政變想成功除非把他殺了。由于國(guó)王在軍隊(duì)中有很多好朋友，在他們的支持下，政變被迅速平息，參與政變的軍方人員也大多得到特赦。自西班牙內(nèi)戰(zhàn)后最有可能導(dǎo)致國(guó)家分裂和流血的此次事件，就這樣成功瓦解。結(jié)束后，西班牙各政黨的領(lǐng)袖手挽手走在馬德里游行隊(duì)伍的首列，當(dāng)時(shí)西班牙共產(chǎn)黨領(lǐng)袖卡利約還喊出了這樣的口號(hào)：“上帝拯救了西班牙！”

由于國(guó)王成功應(yīng)對(duì)，使他的支持率一直保持著非常高的水平。次年，溫和左派西班牙工人社會(huì)黨取得執(zhí)政權(quán)，40歲的費(fèi)利佩·岡薩雷斯成為新首相，建立46年首個(gè)左翼政府。西班牙其后加入北大西洋公約組織。

2014年6月2日，西班牙首相拉霍伊宣布胡安·卡洛斯一世即將退位，并傳位給費(fèi)利佩王子。

1990年代末期，巴斯克恐怖分子策劃一次死傷很嚴(yán)重的爆炸案，胡安·卡洛斯一世國(guó)王罕有地在電視上發(fā)表宣言，指出此類流血事件“應(yīng)該夠了”。他這一次亮相再次得到了國(guó)民的尊重和愛戴，也逼使國(guó)內(nèi)各個(gè)分離組織重回談判桌上。

2010年5月8日，國(guó)王在巴塞羅那醫(yī)院接受開刀手術(shù)，從右肺中取出一個(gè)17-19mm良性腫瘤。

1962年，與希臘公主索菲婭結(jié)婚。 

1963年12月10日，長(zhǎng)女盧戈公爵夫人艾蓮娜公主出生。 

1965年6月13日，次女帕爾馬公爵夫人克里斯蒂娜公主出生。 

1968年1月30日，長(zhǎng)子費(fèi)利佩王子出世，為西班牙現(xiàn)任王儲(chǔ)。 

2005年5月，其子36歲的西班牙王儲(chǔ)費(fèi)利佩與31歲的新娘萊蒂齊亞·奧爾蒂斯結(jié)婚。新娘奧爾蒂斯是西班牙著名電視節(jié)目主持人，是西班牙首位平民王儲(chǔ)妃。同年11月，王儲(chǔ)夫婦的女兒萊昂諾爾公主出生，萊昂諾爾是國(guó)王胡安·卡洛斯一世和王后索菲婭的第7個(gè)孫子女，也是繼王儲(chǔ)費(fèi)利佩之后的西班牙王位第二順位繼承人。

2012年4月，洛斯一世在打獵時(shí)不慎摔斷髖骨，被送回西班牙急救。他的旅行和醫(yī)療費(fèi)都十分高昂，深陷經(jīng)濟(jì)危機(jī)的西班牙民眾非常憤怒。西班牙當(dāng)時(shí)失業(yè)率高達(dá)23%，已是歐元區(qū)最高。之前他還對(duì)一些學(xué)生群體說，西班牙年輕人的失業(yè)狀況令他無法入眠，非洲獵象事件的曝光令一些左派要求他辭職。一些動(dòng)物保護(hù)組織成員也對(duì)國(guó)王捕獵瀕危動(dòng)物表示不滿，他們聚集在卡洛斯一世居住的醫(yī)院外抗議。2012年4月17日，世界野生動(dòng)物基金會(huì)西班牙分會(huì)稱將取消卡洛斯一世在該組織擔(dān)任名譽(yù)主席的職位。

 英國(guó)《每日電訊報(bào)》2012年5月17日?qǐng)?bào)道，74歲的西班牙國(guó)王胡安·卡洛斯一世最近丑聞不斷。繼上個(gè)月博茨瓦納獵象之旅引發(fā)爭(zhēng)議，眼下又深陷“情婦門”丑聞。報(bào)道援引西班牙媒體的消息稱，卡洛斯同一名金發(fā)碧眼的德國(guó)女郎有染，后者曾多次陪他出國(guó)游玩和進(jìn)行官方訪問。