Convencido de que la supervivencia del imperio frente a los nacionalismos dependía de la instauración de un régimen plenamente autoritario, refrendó en un principio la Constitución de 1849, que abolía cualquier forma de representación popular. Dada la impopularidad con la que nació, a los pocos meses, acabó por derogarla.Fue el último representante de la dinastía de los Habsburgo. Su gobierno estuvo sellado por la tragedia personal y la lucha contra el liberalismo imperante en su época. Como emperador, entre 1848 y 1850 apoyado por Rusia, logró restablecer el orden político, fortaleciendo el poder en la Confederación Alemana.

Desde su llegada al trono ejerció un poder autoritario, reprimiendo toda oposición liberal o nacionalista. Dejando de lado la caza, su pasatiempo preferido, permanecía largas horas trabajando, escuchando a sus consejeros y ministros y preocupándose de todos los aspectos de su cargo. Siguiendo su ejemplo, la administración del imperio proyectaba una rigurosa imagen de eficacia, al igual que el ejército y la policía, cuyo celo y dedicación eran absolutos. En 1859 hubo de ceder Lombardía a Italia; en 1866 quedó excluido de toda intervención en los asuntos de Alemania, como resultado de su guerra con Prusia, y hubo de ceder el Véneto a Italia. Se le nombró rey de Hungría en 1867.

La tragedia familiar siempre lo persiguió, pues en 1857 perdió a su primera hija, Sofía, víctima de escarlatina. En 1867 su hermano Maximiliano I emperador de México, por voluntad de Napoleón III, fue ejecutado. En 1889 su único hijo, Rodolfo, se suicidó. En 1898 su esposa, Isabel, fue asesinada. Más adelante, en 1914 el asesinato en Sarajevo del príncipe heredero Francisco Fernando y de su esposa, supuso el desencadenante de la Primera Guerra Mundial.

Su largo reinado conoció una sucesión de fracasos en política exterior que, poco después de su muerte, conducirían a la desintegración del Imperio de los Habsburgo. Para empezar, sus dudas con ocasión de la Guerra de Crimea (1854-56) le hicieron perder la alianza de Rusia. Esa debilidad facilitó luego la intervención del Segundo Imperio francés de Napoleón III en apoyo del Piamonte, librando ambos emperadores la batalla de Solferino (1859): la derrota austríaca le hizo perder la Lombardía y abrió las puertas a la unificación de Italia en detrimento de la antigua influencia austríaca sobre los pequeños Estados de la península.

Otorgó al ejército un lugar de prestigio en una sociedad conservadora, trató siempre de dar una imagen de un imperio ordenado, controlado y organizado. Sin embargo, Francisco José I no despreciaba la modernidad. El nuevo Código penal de 1852, el Código de comercio de 1862 y las leyes sociales de 1880 testimonian su preocupación por hacer evolucionar el imperio, siguiendo los pasos de los países de Europa occidental, en particular de Alemania.

La figura muestra una imagen muy común de Francisco José I. Viste el uniforme de diario de Mariscal de Campo en los alrededores del palacio de Schönbrunn a finales de 1908, tras la anexión de Bosnia-Herzegovina, hecho que significaría el inicio del conflicto en los Balcanes. Francisco José mantuvo la costumbre de sus paseos diarios a caballo prácticamente hasta su muerte.