Přemysl byl nejstarším synem vévody Vladislava Odonice a jeho manželky Hedviky, nejspíš dcery vévody Mstivoje Gdaňského nebo Přemyslovny (tento dohad by potvrzovalo i jméno jejího syna, které se v piastovské dynastii objevilo poprvé). Ve Velkopolsku vládl společně s bratrem Boleslavem (Pobožným) od roku 1241, po smrti Jindřicha II. Pobožného, knížete vratislavského, krakovského a velkopolského, v bitvě u Lehnice. Roku 1247 si však bratři zemi rozdělili. Vztahy mezi nimi se zkalily natolik, že v letech 1250–1253 Přemysl I. mladšího bratra věznil. Celkem bylo Velkopolsko děleno mezi bratry třikrát, naposledy roku 1253. Přemysl I. získal západní část (poznaňský úděl) a Boleslav východní část (kališsko-hnězdenský úděl).