לא כל החוגים ברומניה היו מרוצים מהתנהלות הדומניטור החדש. הליברלים, שכונו "אדומים", מחו נגד רבות מפעולותיו, והתעוררו קולות שקראו להדחת המלך והכרזת רפובליקה. למרות האווירה העוינת, המלך לא נבהל ולשם מציאת בת זוג יצא את רומניה, בסתיו 1869, ושב אליה רק לאחר שלושה חודשים.
הקבוצה הליברלית הרומנית, אותה קבוצה שהתגבשה במהפכת 1848 בנסיכות ולאכיה, הובילה לאיחוד הנסיכויות הרומניות ולבסוף הדיחה את קוזה והביאה את קרול, לא הייתה מרוצה - הם שאפו לשינויים רבים יותר ומהירים יותר לכיוון הליברליזציה של המדינה הרומנית. בקבוצה הזאת היו חברים, בין היתר, יון ברטיאנו, אאוג'ניו קאראדה ואלכסנדרו קנדיאנו-פופסקו, מי שעתידים לככב גם בניסיון ההדחה של קרול.
בתחילת אוגוסט 1870, התאספו בעיר פלוישט בויארים, אנשי ציבור ואנשי כהונה לא מרוצים והכריזו על הקמת רפובליקה. אף כי בקשר לקחו חלק אישים ידועים, הארגון היה חובבני ותוך יום אחד נעצרו הקושרים והועמדו למשפט. במקביל לאירועים אלה התחילה ביולי מלחמת צרפת–פרוסיה, שהשפיעה מאוד על דעת הקהל הרומנית. הדומניטור היה פרוסי והעם הרומני היה פרנקופילי וככל שהתקדמה המלחמה וצרפת הושפלה, כך גברו הקולות נגד השליט הפרוסי.
מהומות בוקרשט ולבטי פרישה.
קרול הראשון היה מאוכזב גם מסיבות אחרות - הפלגנות בפוליטיקה הרומנית וההגבלות על סמכויותיו הקשו עליו לבצע את תוכניותיו. הוא החל להרהר בפרישה וחזרה לפרוסיה. ב-6 בדצמבר 1870 התפרסמה פשיטת הרגל של חברת סטרוסברג ובעקבות זאת התחזקו הביקורות נגד המלך והממשלה שמונתה על ידו. ב-14 בדצמבר נאלצה הממשלה להתפטר. קרול, ששׂבע מאבקים פוליטיים עקרים פרסם בעיתון Augsburger Allgemeine Zeitung, שהופיע ב-15/20 בינואר 1871, מכתב המופנה לחבר בדוי, שבו הביע את חוסר שביעות רצונו מהמצב הפוליטי, טען שלרומניה יש חוקה המעניקה זכויות וחופש גדולים מדי, הגורמים לכך שלא ניתן למשול בה, ואישר בכך את הרהורי הפרישה שלו. הוא ביקש מהפרלמנט להצביע על מועמד לראשות הממשלה ובעקבות זאת מונה יון גיקה, ליברל מתון.
במרץ 1871 נערכה בבוקרשט הפגנה אנטי-גרמנית חזקה שהביאה לנפילת ממשלתו של יון גיקה.
המושבה הגרמנית בבוקרשט, יחד עם מדוביץ' (Madovitz), הקונסול הגרמני, התאספה באולם גדול, ב-9 במרץ, כדי לחגוג את יום הולדתו של וילהלם הראשון, קיסר גרמניה ואת הניצחונות בחזית הצרפתית. כשהמסובים התיישבו לאכול, ניפץ מטר של אבנים מבחוץ את חלונות האולם, שמעבר להם התאספו אלפי רומנים מוחים. המפגינים קראו בוז לגרמנים, השמיעו סיסמאות בזכות הרפובליקה וצעדו לעבר הארמון. הגנרל סולומון הוציא את יחידות הצבא כדי להגן על הארמון. על רקע המהומות והתמשכות שערוריית סטרוסברג, הגיש יון גיקה את התפטרותו. הדומניטור, קרול הראשון, כינס את לסקר קטרג'יו וניקולאה גולסקו, שהיו חברי העוצרות שפעלה לפני עלייתו לשלטון, כדי למסור להם את התפטרותו. השניים שכנעו את קרול להמשיך בתפקידו והוא נתן להם לשכנע אותו וב-11 במרץ מינה את גולסקו כראש ממשלה. בסוף אפריל 1871 נערכו בחירות בהן הובסו הליברלים והמצב הפוליטי התייצב לתקופה ארוכה יחסית. הניצחון הגרמני במלחמה עם צרפת יצר קונסטלציה בה המלך קרול, קרוב משפחה של הקיסר הגרמני, הפך לנכס עבור העם הרומני באירופה שבה היה לגרמניה תפקיד הנהגתי.
קרול היה מעורב בפעילויות רבות בבנייה, ארגון, יצירת דפוסי פעולה דומים יותר למקובל במערב אירופה וגם פעולות פחות רציניות, מ-1875 היה לנשיא מועצות פרשי המרוצים.
מלחמת העצמאות הרומנית וייסוד המלוכה.
במהלך כהונתו הוביל באופן אישי את חייליו במלחמה העות'מאנית-רוסית (1877–1878), ופיקד על הכוחות הרוסים והרומנים במהלך המצור על פלבן. מסופר שבעת שהותו בחזית נפל פגז לא הרחק ממנו וחייל אץ אליו, כדי להוציא ממנו את הפתיל הבוער לפני שיתפוצץ - החייל לא הספיק, הפגז התפוצץ וריסק את החייל. המלך מצוטט כאומר: "זו המוזיקה החביבה עליי".
ב-1878 קיבלה רומניה, בהנהגתו, עצמאות מלאה מהאימפריה העות'מאנית בחוזה סן סטפנו, שבו נאלצה רומניה לוותר לטובת האימפריה הרוסית על דרום בסרביה ובתמורה קיבלה את חבל דוברוג'ה. המלך קרול יזם בניית גשר ראשון מעל לדנובה מאז נהרס גשר טראיאנוס, גשר המלך קרול הראשון, כדי לחבר את דוברוג'ה ליתר חבלי רומניה. ב-1913, לאחר מלחמת הבלקן השנייה, קיבלה רומניה את דרום דוברוג'ה (הקדרילטר) מבולגריה. במהלך כהונתו ידעה רומניה שתי מרידות איכרים - במונטניה ב-1888 ומרד האיכרים ברומניה ב-1907.
בקונגרס ברלין 1878, לאחר ששונה סעיף 7 בחוקה הרומנית (שאיפשר התאזרחות רומנית רק לבני הדת הנוצרית אורתודוקסית), הוכרה רומניה כמדינה עצמאית, וב-10 במאי 1881 הוכרזה רומניה כמונרכיה, וקרול הוכרז כמלך רומניה. היום הזה הוכרז אז כחג הלאומי של רומניה ונשאר ככזה עד שנת 1947.
גם באביזרי המלוכה באה לידי ביטוי ה"חיילות" של המלך - הכתר שלו, שהיה לכתר מלכי רומניה, נוצר מפלדה של קנה תותח עות'מאני.
חיי המשפחה של קרול ובחירת היורש.
על פי חוקת רומניה, קרול הראשון, שהיה רווק כשנבחר לתפקידו, היה מנוע מלשאת אישה ממוצא רומני. בנובמבר 1869 נשא קרול הראשון לאישה את אליזבת, נסיכת ויד, בתם של הרמן, נסיך ויד ומריה, נסיכת נסאו. ב-20 באוגוסט 1870 נולדה בתם היחידה - מריה, נסיכת רומניה, אולם היא נפטרה ממחלת השנית כעבור 4 שנים, והזוג נשאר חשוך ילדים.
הזיווג המלכותי לא היה מוצלח, היו הבדלים גדולים בין האופי הקפדן והקר של המלך ובין האופי הרומנטי והחולמני של המלכה ולאחר מות ילדתם ניהל הזוג חיים מקבילים, אם כי, לקראת סוף חייהם, שבו ומצאו שפה משותפת והיו לידידים.
קרול בנה לעצמו ולמשפחתו את ארמון פלש בסינאיה, שהיה למושב הקיץ של בית המלוכה ומצטיין ביופיו.
סעיף 82 בחוקה הרומנית קבע שהכתר עובר בירושה, החל מהמלך קרול הראשון, בקו ישר, לצאצאים הזכרים (לא כולל נשים), לפי סדר הולדתם והצאצאים יחונכו ברוח הנצרות האורתודוקסית.
משום שלא היו ילדים לזוג המלכותי, נקבע הנסיך לאופולד, אחיו של קרול, ליורש הבא של כס המלכות הרומני. ב-1880 ויתר לאופולד על זכותו לירושה לטובת בנו, וילהלם, אך האחרון ויתר גם הוא, ב-1888, על זכותו לירושה לטובת אחיו הצעיר ממנו, פרדיננד, מי שהיה עתיד להיות פרדיננד הראשון, מלך רומניה, לאחר מות קרול הראשון.
פרדיננד ואלנה וקרסקו.
אלנה וקרסקו הייתה בת למשפחת בויארים רומנים, משפחה שכבר יצאו ממנה כמה אינטלקטואלים רומנים בולטים ואביה היה דיפלומט רומני. אלנה הייתה לבת טיפוחים ובת בית של המלכה הסופרת אליסאבטה. בתקופת שהותה בקרבת המלכה היא התוודעה ליורש העצר של המלוכה הרומנית פרדיננד, בן אחיו של המלך שאומץ על ידו. בין השניים התפתחו קשרי אהבה, בעידוד המלכה, ופרדיננד הודיע על רצונו לשאת את אלנה לאשה, הודעה שיצרה משבר מדיני. על פי החוזה שקבע את עצמאות רומניה ואת השלטון המלכותי, המלך ורעייתו חייבים היו להיות משושלות לא רומניות וזאת כדי שלא יהיו מעורבים בתככים פנימיים של קבוצות מקומיות. המלך קרול הגלה את אלנה, תחילה לאיטליה, ולאחר מכן לפריז לכל ימי חייה, את אשתו, המלכה אליסאבטה, הגלה לעיר הולדתה לשנתיים ופרדיננד, יורש העצר, נשלח לשוטט בעולם ולמצוא לו כלה זרה בעלת ייחוס.
מלחמת העולם הראשונה ומותו של קרול.
לאחר קבלת העצמאות שאפה רומניה להתקשר לבעל ברית חזק, כדי להיות מוגנת מפני אויבים עוצמתיים, דוגמת האימפריה הרוסית. בקיץ 1883 הוזמן המלך קרול להיות סנדק של מי שעתיד היה להיות וילהלם, נסיך הכתר של גרמניה ובהזדמנות זו ניהלה רומניה מגעים עם גרמניה לחתימת ברית. הגרמנים נטו להסכים והציעו שהרומנים ינהלו מגעים גם עם בת בריתם העיקרית, האימפריה האוסטרו-הונגרית. בין הגוש הגרמני ובין רומני נחתם הסכם סודי לתמיכה הדדית במקרה שאחת מהן תותקף על ידי אחת משכנותיה של רומניה.
לאחר פתיחת מלחמת העולם הראשונה הביע המלך קרול את רצונו שרומניה תצטרף למלחמה לצד מעצמות המרכז, אך דעת הקהל ברומניה התנגדה לכך בחריפות. המלך זימן ישיבת ממשלה ודיווח בה שב-1883 חתם על ברית חשאית עם מעצמות המרכז. החברות בברית זו היו אמורות להיחלץ להגנת כל אחת מן החברות בה, במקרה שתותקף על ידי האימפריה הרוסית. לדעת המלך, הכבוד חייב את רומניה לפעול בהתאם לכך ולהצטרף למלחמה לצד מעצמות המרכז. הממשלה התנגדה לכך וסירבה לקבל את דעתו. המחלוקת נבעה מהפרשנות השונה שנתנו המלך, מצד אחד והממשלה, מצד שני, לאירועים שהביאו לפתיחת המלחמה. לאחר רצח פרנץ פרדיננד בסרייבו, הממשל של האימפריה האוסטרו-הונגרית ראה בכך אמתלה מתאימה לפתוח במלחמה נגד סרביה והגיש לה אולטימטום משפיל, כדי למנוע את האפשרות שסרביה תקבל אותו. סרביה דחתה את האולטימטום ואוסטרו-הונגריה פתחה במלחמה נגדה. האימפריה הרוסית הכריזה על גיוס כללי, ובתגובה, גרמניה, בת בריתה של אוסטרו-הונגריה, הכריזה מלחמה על רוסיה. המלך ראה בשרשרת אירועים זו תוקפנות נגד בנות הברית הגרמניות, אך העם הרומני וממשלתו לא ראו זאת כך, הם סברו שבנות הברית הגרמניות פתחו במלחמה, ולכן ההסכם לא חייב את רומניה לבוא לעזרתן. בכינוס של מועצת הכתר, שכללה את כל ראשי המדינה, שערך המלך בסינאיה, תמכו הנוכחים בשמירת הנייטרליות של רומניה, ורק המלך, בתמיכתו של פטרה פ. קארפ, תמך בהצטרפות רומניה למעצמות המרכז. לקראת סוף הדיון הגיעה הידיעה שאיטליה, שהיה לה הסכם דומה להסכם הרומני עם אוסטרו-הונגריה, הכריזה על נייטרליות. המלך לא התעקש לכפות את רצונו. מקץ ימים ספורים הלך לעולמו, ונוהגים לקשר בין מותו ובין מפח הנפש שנגרם לו מאי התייצבות רומניה לצד מעצמות המרכז.