Первые годы жизни Ордоньо прошли в Овьедо, при дворе короля Альфонсо II. В девять лет его семья переселилась в Галисию, губернатором которой был назначен его отец Рамиро. Закончил своё образование в Луго, где в то время жила его семья.
Ордоньо был назначен временным губернатором Галисии, когда его отец Рамиро отправился в Бардулию (позднее получившую название Кастилия) , чтобы заключить брак с Патерной, которая стала его второй супругой. Во время этого путешествия умер король Альфонсо II. Всё указывало на то, что новым королём будет провозглашён Рамиро, но Непосьано (исп. Nepociano), пользовавшийся поддержкой знати, провозгласил себя королём, чему способствовало отсутствие Рамиро.
Ордоньо создал в Галисии армию для помощи отцу в борьбе против узурпатора, но в боях не участвовал, оставаясь в Галисии. После взошествия Рамиро на трон, Ордоньо был утверждён на должности постоянного губернатора Галисии.
В возрасте 26 лет (в 847 году) Ордоньо заключил брак с аристократкой по имени Мунья (или Нунья), которая, возможно, была сестрой Иньиго Аристы, короля Памплоны. От этого союза родилось, по меньшей мере, шесть детей, первым из которых был Альфонсо III Великий.
После смерти своего отца Рамиро I, произошедшей 1 января 850 года, Ордоньо взошёл на трон Астурии, став тем самым первым королём, унаследовавшим этот титул, а не выбранным аристократией. Вскоре ему пришлось воевать с восставшими басками, которых поддержали Бану Каси из Сарагосы.
После прекращения восстания, во время возвращения Ордоньо в Овьедо, была получена информация о том, что мавры собираются напасть на Бардулию. Ордоньо вернулся в земли басконов и разбил мавров на берегах Эбро.
Обе победы не принесли мира в королевстве, вскоре после них, правитель Сарагосы Муса II ибн Муса решил построить укреплённый город Альбайда (нынешняя Альбельда-де-Ирегва). Чтобы предотвратить опасность интересам Астурии, которую грозило сооружение этого города, Ордоньо осадил и разрушил город .
Ордоньо поддержал восстание мосарабов Аль-Андалуса, боровшихся с эмиром Кордовы, что стоило ему поражения в битве при Гудаселете (854).
Этот провал вынудил Ордоньо сосредоточить свои силы в зоне между Дуэро и Кантабрийской кордильерой, заселяя и укрепляя Леон, Асторгу (исп. Astorga), Амайю (исп. Amaya) и Туй (исп. Tuy), создавая оборонительную линию королевства.
Ордоньо решил захватить город Тудела, который позволял контролировать подступы к Наварре и землям басконов. Правитель Кордовы незамедлительно отреагировал на это походом на Алаву, которая была разрушена и на Ла Буребу, где был разбит первый кастильский граф Родриго. Это приостановило Реконкисту на несколько лет.
Был женат на Мунье Монис де Браньосера (исп. Munia Moniz de Bra?osera) и имел 6 детей: