Aprovechando la ausencia de Ramiro, el conde palatino Nepociano, casado con una hermana de Alfonso II, se apoderó del trono. Informado de la situación, Ramiro se dirigió a Lugo, donde seguramente contaba con más partidarios, y reunió un ejército. Las huestes de Nepociano y de Ramiro se encontraron en las inmediaciones del río Narcea. Nepociano fue vencido y se dió a la fuga; pero perseguido por las fuerzas de Ramiro, capturado y entregado a éste, que le hizo sacar los ojos y lo condenó a reclusión perpetua en un monasterio. Tras vencer a Nepociano, Ramiro I se hizo proclamar rey, siendo ungido y coronado a la manera visigoda. Con Ramiro I se dio vía libre a la sucesión hereditaria, abandonándose la sucesión electiva el estilo visigodo.

A lo largo de su reinado, habría de hacer frente a otras rebeldías. El conde palatino Aldroido y el prócer asturiano Piniolo conspiraron uno tras otro contra él sin éxito. Aldroido sufrió la ceguera y Piniolo fue condenado a muerte con sus siete hijos. Ramiro I empleó los métodos más expeditivos para librar a su reino de gente indeseable: a los ladrones les sacaba los ojos, y a los magos y agoreros les hacía quemar en la hoguera. Cruel, implacable y rápido exterminador de usurpadores y maleantes, mereció ser llamado por los cronistas de aquella época "el de la Vara de Justicia".

En el 843, Ramiro I tuvo que hacer frente a un nuevo peligro invasor, los vikingos. Aparecieron por primera vez en Asturias con un gran número de naves y desembarcaron en Gijón. Las fuertes defensas de la ciudad les hicieron desistir de atacarla y pusieron rumbo a La Coruña, donde tras desembarcar saquearon La Coruña y Betanzos. No se había descuidado Ramiro I, y un ejército cayó sobre los vikingos, obligándolos a embarcar tras la pérdida de hombres y diversas naves.

Creyó Ramiro I que los problemas que tenía 'Abd al-Rahman II en Al-Ándalus le impedirían efectuar las habituales aceifas, por lo que aprovechó para impulsar la repoblación de las fronteras de su reino. León, antiguo campamento romano, dotada de fuertes murallas, ofrecía una buena base de defensa y para el asentamiento de nuevos pobladores. Sin embargo, 'Abd al-Rahman II, preocupado porque los astures habían adelantado sus posiciones más allá de las montañas, envió una expedición en el 846 al mando de su hijo Muhammad. Los cristianos no pudieron resistir el aslato de los musulmanes, equipados con modernas y potentes máquinas de guerra, por lo que, aprovechando la noche, huyeron despavoridos. Muhammad incendió la ciudad y ordenó derribar sus murallas. la ciudad quedó desierta, y los asturianos tardarían años en volver a poblarla.

Son notables, por su belleza, las construcciones que mandó erigir Ramiro I, entre las que destaca la iglesia de San Miguel de Lillo y el palacio del Naranco, en las proximidades de Oviedo. En este palacio murió Ramiro I el 1-II-850. Su cuerpo fue trasladado a Oviedo y recibió sepultura en el panteón de los reyes que había erigido Alfonso II.