Era yerno del rey don Pelayo, ya que estaba casado con su hija Ermesinda, e hijo de Pedro, duque de Cantabria, el cual a su vez, hasta el siglo XIX, basándose en los antiguos cronistas, se creyó que fue hijo del rey visigodo Ervigio. Sin embargo, no existe ninguna prueba documental. Según la versión rotense de la Crónica albeldense, Pedro era exregni prosapiem; o sea, de estirpe real visigoda y por consiguiente también lo sería su hijo Alfonso. Su hermano, Fruela de Cantabria, fue padre de dos reyes: Aurelio y Bermudo I.

Proclamado rey de los astures entre julio y noviembre de 739, con Alfonso I se intensificó la labor de Reconquista. La sublevación de los bereberes en 741 provocó la huida hacia el sur de los árabes que se habían asentado en Galicia, en Astorga y, en general, al norte de la sierra de Guadarrama, hecho que fue aprovechado por el nuevo monarca para ampliar las fronteras de su reino, anexionando Galicia y el norte de Portugal y emprendiendo campañas devastadoras contra zonas ocupadas por los musulmanes. La Crónica de Alfonso III, Versión Rotense describe la ampliación de las fronteras del reino durante estas campañas lideradas por Alfonso I de la siguiente manera:

«La osadía de los enemigos fue siempre aplastada por él (Alfonso). Este, en compañía de su hermano Fruela, haciendo avanzar a menudo su ejército, tomó por la guerra muchas ciudades, a saber: Lugo, Tuy, Oporto, Anegia (no identificada), Braga la metropolitana, Viseo, Chaves, Ledesma, Salamanca, Numancia que ahora se llama Zamora, Ávila, Astorga, León, Simancas, Saldaña, Amaya, Revenga, Carborárica, Abeica, Cenicero, y Alesanco, y los castillos con sus villas y aldeas, matando además a los árabes con la espada, y llevándose consigo a los cristianos a la patria.»

Este modo de actuar trajo consigo dos consecuencias de gran repercusión para el futuro, tanto desde el punto de vista demográfico como cultural, en todo el territorio: