Wilhelm I Wirtemberski właśc. Fryderyk Wilhelm Karol Wirtemberski (ur. 27 września 1781 w Lubinie; zm. 25 czerwca 1864 w Stuttgarcie) – król Wirtembergii. Syn pierwszego króla Wirtembergii Fryderyka I i Augusty Karoliny.
Życiorys Studiował na Uniwersytecie w Tybindze. Po rozpoczęciu kampanii napoleońskiej, jako ochotnik w armii austriackiej, brał udział w bitwie pod Hohenlinden 3 grudnia 1800 roku. W 1803 roku osiągnął rangę generała-majora.
Po powrocie z wyprawy wojennej do Stuttgartu został ogłoszony następcą tronu w 1806 roku. Dwa lata później poślubił księżniczkę Karolinę Augustę, jednak w 1814 roku papież anulował to małżeństwo, a Karolina wyszła za mąż za cesarza Austrii, Franciszka I. W 1816 roku poślubił Katarzynę Pawłownę, córkę cara Pawła I i jego ciotki Marii Fiodorownej (urodzonej jako Zofia Dorota Wirtemberska).
Z małżeństwa z Katarzyną (1788–1819) urodziły się dwie córki: Maria Fryderyka (1816–1887) Zofia Fryderyka (1818–1877) – żona króla Holandii Wilhelma III