国王终于迁就了俾斯麦。1866年7月26日，普奥签订尼柯尔斯堡停战协定，8月23日正式签订布拉格和约。1866年8月，北德意志24个邦和3个自由市缔结同盟条约，成立北德意志同盟，威廉一世任同盟主席，俾斯麦任首相，从而确立了普鲁士在德意志的霸王地位。
1868年西班牙发生资产阶级革命，驱逐了女王伊莎贝尔二世。
俾斯麦设法收买西班牙临时政府，提议由普鲁士国王的堂兄弟利奥波德·霍亨索伦亲王继承空悬的西班牙王位。
这件事情，威廉一世起初不知道。他给俾斯麦写信说：“附件对于我好象是个晴天霹雳。又是一个霍亨索伦家族的人来做王位候补人，而且是西班牙王位的候补人”。
威廉虽然屈从了俾斯麦，但心里很不安。
7月9日，法国驻柏林大使倍内得提前往普王疗养地埃姆斯谒见普王，要求制止利奥波德继承西班牙王位。
威廉表示他将设法劝利奥波德放弃西班牙王位。
7月13日，法国大使奉命再度求见普王，要他作出书面保证，将来任何时候都不允许再提利奥波德继承西班牙王位的事。普王认为不可能作出这样的保证。
7月14日，当威廉离开埃姆斯前往科布伦茨时，在车站上还会见了倍内得提，表示“除了已经向大使表示过的以外，他现在无话可说，但是关于这一问题将在柏林继续谈判。”
威廉一世离埃姆斯前，令其随从、外交部参赞阿贝肯将此事用电报通知俾斯麦。
俾斯麦收到电报时，正同陆军大臣罗昂和参谋总长毛奇共进晚餐。
俾斯麦删改了电文，将原来比较温和的语气改成带有侮辱法国政府的意味。
这个电文一经公布，法国就在7月19日对德宣战。
普法战争开始时，威廉一世发表御前演说，号召德意志民族全力以赴，抵抗法兰西的暴行。
他亲自指挥德军。9月2日，20万德军对色当城发动攻势，680门大炮猛烈开火。法军溃败，拿破仑三世当了俘虏。
至此，阻碍德意志统一的力量已被消除。1870年底，南德四个邦发表声明，宣布加入德意志联邦。
1870年12月10日，在俾斯麦的策划下，北德意志联盟派遣代表团到凡尔赛，请威廉一世当德意志帝国的皇帝。
巴伐利亚童话国王路德维希二世还被迫签署一封俾斯麦起草的信，建议普王接受皇冠。
1871年1月18日，威廉一世在王公贵族的簇拥下，在凡尔赛宫镜厅加冕为德意志帝国皇帝，宣布了德意志帝国的建立。
国王在庆功宴会上的祝酒词中对三杰说：您，罗恩将军，磨亮了宝剑；您；毛奇将军；正确使用了宝剑：您，俾斯麦伯爵，多年来如此卓越地掌管我的政策，每当我感谢军队时，就特别地想到您们三位。”
仪式过后，北德意志邦联(1867－1871)转改为德意志帝国。
这时候的德意志帝国是一个封建国家；皇帝是封建君主们的国家元首和总统。
新领地包括巴伐利亚、符腾堡与萨克森国王；巴登和黑森大公；汉堡、吕贝克和不来梅参议院。
威廉不情愿地接受“德意志皇帝”的名号。他曾提议“德国皇帝”的名号，但显然封建君主们不会接受。
俾斯麦认为威廉是一个传统、谦恭、绝对有礼的绅士，是名副其实的普鲁士军官。他有些判断偶尔会被“妇人之仁”所影响。
1878年5月11日，当威廉一世坐敞篷车出巡于柏林菩提树下街时，五金匠帮工赫德尔向他放了一枪，但打偏了，威廉没有受伤。同年6月2日，一个名叫卡尔·诺比林的人，用霰弹枪射击皇帝，伤了威廉之后自尽。
这成为清除社会主义法于1878年10月21日设立的原因。
法例由俾斯麦的政府提出，并受到国会的大力支持。
法例目的是打击社会主义者和工人阶级的行动，并剥夺了德国社会民主党的合法地位。
“威廉一世虽然名义上是完成了德国统一的君主，但实际上他并算不上是一个多么有天赋有才能的人，很多时候甚至过于死板和保守，缺乏灵活性和大局观。比如普奥战争过后，俾斯麦的意思是不要奥地利割让领土，换取奥地利在将来欧洲的风云变幻中站在自己这一边。但威廉一世还是军人的老一套思维，坚持认为战争的目的就是为了得到领土。为此两人僵持不下，俾斯麦甚至扬言要辞职。最终威廉一世作出妥协，才有了之后两人很多年的继续合作。”伊藤博文对森山茂笑道。
森山茂点头道：“也正是威廉一世的平庸成就了俾斯麦，毕竟威廉一世有时候虽然顽固，但最终基本都会向俾斯麦妥协，换个极其有才能且在意权势的君主可就未必了。有时候君臣之间也讲求力量的平衡，要想合作做大事，总有一方是要相对示弱一些的。从这个角度看，威廉一世和俾斯麦也算是相互成就。”
“就看三天后，我们同德皇见面谈的情况了。”伊藤博文很少见的担心道。
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