Figlio di Carlo Alberto e di Maria Teresa di Asburgo-Lorena, nel 1842 sposa Maria Adelaide d'Asburgo, che muore nel 1855 dopo avergli dato otto figli. Nella prima guerra d'indipendenza comanda una divisione piemontese, con modesti risultati. Il 23 marzo 1848, durante la stessa guerra, suo padre Carlo Alberto abdica in suo favore e già il giorno seguente è costretto a negoziare con gli austriaci l'armistizio di Novara. Mantiene in vita lo Statuto concesso dal padre e appoggia, nonostante alcune divergenze, l'operato dei governi di Massimo D'Azeglio prima e di Camillo Benso conte di Cavour poi. Sostiene la partecipazione alla guerra in Crimea (1853) e le trattative diplomatiche con Napoleone III che sfociano nella seconda guerra d'indipendenza. Gli anni più favorevoli al regno di Vittorio Emanuele sono proprio quelli dal '59 al '61. Partito in guerra contro l'Austria nell'aprile del 1859 - ottenendo la Lombardia - meno di due anni dopo è acclamato re d'Italia da un Parlamento italiano. Alla rapida ascesa del monarca contribuisce in modo determinante l'opera di Cavour e di Giuseppe Garibaldi (anche se quest'ultimo è temuto dal re per la sua crescente popolarità) che, con la spedizione dei Mille, regala a Vittorio Emanuele II il grande regno meridionale; ma si deve riconoscere che in questi anni decisivi il re sposa fermamente la causa dell'unità nazionale. Dopo il 1861 la sua posizione si indebolisce. Non è gradito ai repubblicani e alle altre dinastie, private del trono. Dopo la morte di Cavour interviene ripetutamente nella vita politica, in alcuni casi scavalcando governo e parlamento e mostrando chiaramente di voler esercitare la sua autorità regia, a volte all'estremo limite della correttezza costituzionale. Durante la terza guerra di indipendenza (1866) pretende di avere il comando supremo delle operazioni e ciò contribuisce alla mancata vittoria militare, anche se l'Italia riesce ad ottenere il Veneto per intercessione francese. Allo scoppio della guerra franco-prussiana il re spinge per un intervento accanto al suo compagno di sempre Napoleone III, ma deve cedere di fronte alle pressioni del parlamento che vuole approfittare dell'impegno francese sul fronte prussiano per annettere Roma. Il 20 settembre 1871 le truppe italiane entrano a Roma dove il re si insedia. Nel 1869 Vittorio Emanuele sposa morganaticamente Rosa Vercellana Guerrieri (la "bella Rosina"), che crea contessa di Mirafiori e Fontanafredda e dalla quale ha un figlio.

In alcune pagine del suo diario, la regina inglese Vittoria dice, descrivendo il ballo dato dalla Corte di Londra per il giovane sovrano Vittorio Emanuele, che egli è "dissoluto" (a causa della bella Rosina), rozzo, mal vestito, mal lavato, puzzolente di sigaro e che, ballando con lei, le pesta continuamente i piedi, ma aggiunge: "Però son sicura che se in quel momento fosse entrato nella sala il drago, lui sarebbe stato il primo a sfoderare la spada per difendermi".