狄奥多西一世本名弗拉维乌斯·狄奥多西（拉丁语：Flavius Valentinianus Augustus "the Great"），出生于现今西班牙塞哥维亚的基督教信徒家庭并随父狄奥多西从军。在368年父子一同在不列颠尼亚讨平由于外族人的入侵和部分驻守哈德良长城的士卒叛变而酿成的一年混乱局面。混乱平定后他们进行了一些军事和民政的改革，但当地日益衰败的罗马帝国统治并无明显起色。374年，狄奥多西一世已为莫西亚的军事长官。其后不久父亲被逮捕并于375年初被处决，狄奥多西本人返回出生地。这次包括本人失去军职和父亲被杀的原因和其中可能的关系并不清楚。由于狄奥多西一世部队中两支军团在374年底被萨尔马特人击败，他可能因而被皇帝瓦伦提尼安一世（Flavius Valentinianus Augustus，321-375年在世，364-375年为罗马帝国皇帝）革除指挥权。父亲狄奥多西干预皇帝的决定而被杀。
379年，狄奥多西一世被皇帝格拉提安（Flavius Gratianus Augustus，359-383在世，375-383年为罗马帝国皇帝）任命为共治皇帝，统治罗马帝国东部地区。狄奥多西一世与圣安布罗斯曾就教会在帝国事务中的作用问题展开辩论，不同意教会拥有政治权力。392年由阿波加斯特和尤吉尼厄斯发起的提倡异教运动在罗马影响日益扩大，后被狄奥多西一世在394年镇压。
393年，罗马皇帝狄奥多西一世宣布基督教为国教，认为古奥运会有违基督教教旨，是异教徒活动，翌年宣布废止古奥运会。
395年，狄奥多西一世卒于米兰。