Махмуд родился 2.08.1696. Сын султана Мустафы II. До своего восшествия на престол он 27 лет находился в изоляции в кафесе (государственная тюрьма для султанского сына).

Пришёл к власти в результате восстания под предводительством албанца Халила, некоторое время служившего матросом на корабле контр-адмирала Патрона-бея (отсюда его прозвание — Патрона Халил). В начале правления Махмуда фактическая власть в Константинополе принадлежала лидерам повстанцев. Они добились отмены ранее введённых налогов и пошлин. Сделавшись султаном, Махмуд немедленно принял вождя повстанцев и поклялся выполнить его требования - отменить новые налоги и ликвидировать установленные Портой надбавки к обычным налогам. Но, сделав это, он тот час начал готовить расправу над Патроном Халилой и его сподвижниками.

26.11.1731 Махмуд пригласил их в свою резиденцию якобы для совещания, но во дворце вожаки восстания были перебиты, а их трупы брошены в море. В столице, которую уже контролировали верные султану войска, началась охота за повстанцами. За три дня было схвачено и убито более 7 тысяч человек. Последовавшее затем восстание его сторонников было жестоко подавлено.

Впрочем, все эти жестокости носили вынужденный характер и были скорее следствием обстоятельств, в которых оказалась правящая верхушка. По свидетельству современников, сам Махмуд был человеком кротким и немощным. Он получил неплохое образование, так что мог считаться просвещенным государем, но был более политиком, чем воином. Укрепив свою власть, он обратился к внешним делам.

Очень неблагоприятное направление приобрела к тому времени начатая в предыдущее царствование война с Ираном. В 1733 новый правитель Ирана Надир-шах нанёс крупное поражение турецким войскам при Киркуке, а в 1734-1735 турки были изгнаны из Северного Азербайджана, Восточной Грузии и Северной Армении. В 1736 в Эрзеруме обе стороны подписали мирный договор, по которому Ирану возвратились все земли, захваченные у него после 1722 года. Заключенный в 1746 мирный договор закрепил границы, установленные ещё по Каср-и-Ширинскому договору 1639 года.

Не успела закончиться война в Азии, как в 1735 началась Русско-турецкая война (1735-1739), в которой приняла участие и Австрия. Русские воска 30.06.1736 взяли Азов. В 1737 в Боснию, Сербию и Валахию вошли австрийские войска. 13.07.1737 русские овладели Очаковым и дошли до Бахчисарая. Однако из-за развития болезней в войсках и истощения провианта они были вынуждены оставить Крым.

28.08.1739 в сражении при Ставучанах русские войска нанесли поражение турецко-крымским войскам, обратившимся в беспорядочное бегство. Следствием этой победы стала капитуляция Хотина, а 1.09.1739 русские войска вступили в Яссы.

Дела поправились только после того, как султан сделал великим визирем и вверил командование армией бесстрашному Иехен-Мухаммаду. Ему удалось сплотить армию и вдохнуть в неё боевой дух. В 1739 турки перешли в наступление на Дунае и вытеснили австрийцев со всех занятых ими территорий. 22.07.1739 в сражении у Гроцки под Белградом австрийская армия потерпела поражение от турецкой армии во главе с Эль Хадж Мохаммед-пашой и осадила Белград. 1.09.1739 Австрия была вынуждена заключить сепаратный мирный договор с Турцией, по которому уступала последней Банат, Темешвар, северную часть Боснии, Северную Сербию с Белградом и Малую Валахию. В результате султану не только удалось отстоять свои владения, но и вернуть кое-что из потерянного его предшественниками.

По договору, пописанному в Белграде 29.09.1739, России был уступлен Азов, но Россия обязывалась срыть все его укрепления, получив право построить новую крепость на донском острове Черкасском. При этом Россия не могла иметь никаких судов ни на Азовском, ни на Чёрном морях. Турция же, со своей стороны, обещала не допускать подвластных ей крымских, кубанских и буджакских татар до вторжения в русские пределы. Кроме того обеими сторонами была признана независимость Большой и Малой Кабарды.

Следующие пятнадцать лет правления Махмуда прошли в мире. Во время правления Махмуда предпринимались попытки модернизировать османскую армию по европейским образцам под руководством графа де Бонневаля, француза, принявшего ислам. Однако из-за сопротивления янычар эти попытки завершились неудачей.

Умер Махмуд I 13.12.1754. После его смерти престол перешёл к его брату Осману.