Entretanto en España, la revolución de 1868 provocó la abdicación y el posterior exilio de Isabel II, por lo que el general Prim, enemigo de los Borbones y deseando que su país fuera gobernado por una monarquía democrática , propuso un cambio dinástico y, tras realizar numerosas gestiones entre las familias reales europeas, apoyó la candidatura de Amadeo, como representante de la casa de Saboya, la cual y según el tratado de Utrecht tenía derecho sucesorio en España. Una comisión al mando de Manuel Ruiz Zorrilla, presidente de las Cortes, viajó a Italia para ofrecer oficialmente el trono a Amadeo, quien aceptó, siempre y cuando fuera elegido por las Cortes y reconocido por todos los estados europeos. Esto se dio, pero sin embargo, cuando Amadeo llegó a España, quien había sido su máximo valedor, el general Prim, cayó asesinado, con lo cual su situación quedó en entredicho, pues en el interior del país no contaba con el apoyo de republicanos ni de carlistas.
Aun así, y tras asistir al entierro de Prim ceremonia que constituyó su primer acto oficial encargó la formación de gobierno al general Serrano; este formó una coalición entre progresistas, unionistas y demócratas, todos ellos favorables a la monarquía. En la apertura de Cortes, Amadeo leyó un discurso mostrando su respeto a la ley del Estado, la soberanía popular y la Constitución. Más pronto se alzaron en su contra distintas voces, entre ellas la del ejército, la de la aristocracia y, especialmente, la de la Iglesia, esta última insatisfecha con la vigente Constitución de 1869. Ello, sumado a la creciente crisis económica y financiera, provocó la caída de sucesivos gobiernos nombrados por Amadeo I, quien, a finales de 1872 insinuó su voluntad de abdicar, aunque legalmente la constitución que él mismo había sancionado se lo impedía. Finalmente, en 1873, con la excusa de una sublevación en el seno del ejército, abdicó, decisión que fue aceptada por las Cortes, las cuales, a continuación, proclamaron la Primera República. Amadeo regresó a Italia, recuperó el título de duque de Aosta y pasó el resto de su vida alejado de la escena política. Falleció en Turín.