Сын Карла Эммануила I и Каталины Микаэлы Австрийской. В детстве проводил много времени при испанском дворе в Мадриде. После смерти старшего брата Филиппа Эммануила стал наследником герцогства.
Со смертью 1633 году сестры своей матери, Изабеллы Клары Эухении, вице-королевы Нидерландов, брат Маргариты Савойской Виктор Амадей I оказался наследником прав своей бабушки по материнской линии — Изабеллы Валуа, сестры французских королей Карла IX и Генриха III.
Виктор Амадей стал герцогом в 1630 году. Политика его отца вызвала большую неустойчивость в отношениях и с Францией и с Испанией. Тот участвовал в войне за наследование Мантуи и Монферрата. Когда в 1631 году был заключен Кераскский мир, герцогство получило от Монферрата денежную компенсацию, города Трино и Альба, а также Пинероло, который, согласно секретному пункту соглашения, был передан Франции.
Впоследствии, под руководством кардинала Ришелье, герцог попытался создать антииспанскую лигу в Италии. В 1637 он сокрушил испанскую армию при сражении в Момбальдоне. 25 сентября того же года, Виктор Амадей заболел после обеда у герцога Креки. Он умер 7 октября на пути к Турину.
После ухудшения отношений с Испанией, герцог женился на французской принцессе Кристине Марии (1606—1663), дочери короля Генриха IV. В этом браке родились:
После смерти мужа Кристина взяла на себя регентство при сыне Франце Гиацинте, а позже при Карле Эммануиле II.