За военную союзническую верность Франции Наполеон преобразовал Баварию в королевство. Максимилиан IV короновался 1 января 1806 года в Мюнхене как первый король Баварии под именем Максимилиан I Иосиф. В этом же году Бавария вступила в Рейнский союз, созданный Наполеоном.
Для скрепления союза между Францией и Баварией король Максимилиан I выдал замуж свою дочь Августу Амалию (1788–1851) за наследника французской императорской короны Евгения Богарне, пасынка Наполеона. Максимилиан породнился со многими королевскими дворами Европы. Другие дочери короля вступили в выгодные брачные союзы: Елизавета (1801–1873) вышла замуж за короля Фридриха Вильгельма IV, став королевой Пруссии; Мария (1805–1877) и Амалия (1801–1877) стали супругами королей Саксонии; Каролина (1792–1873) стала супругой императора Австрии Франца I; София (1805–1872) – женой наследника австрийского престола Франца Карла; Людовика (1808–1892) вышла замуж за родственника, герцога Максимилиана Баварского.
Король Максимилиан I и его министр М. Монтгелас считаются создателями современного баварского государства, проведя множество реформ и создав целый бюрократический класс и эффективный государственный аппарат. За годы правления Максимилиана в Баварию пришло просвещение и рационализм. Бавария в то время была разделена на 15 административных округов, а в 1810 году их число сократилось до 8.
Король провел реформу образования, сделав его обязательным, была усовершенствована школьная система. Максимилианом была основана Академия искусств и состоялся перенос баварского университета из Ингольштадта в Ландсхут. В память об образовательных реформах, проведенных Максимилианом, его именем вместе с именами основателей стали называться Мюнхенский университет Людвига – Максимилиана и Вюрцбургский университет Юлиуса – Максимилиана. Также в старой части Мюнхена городская площадь стала называться в честь первого баварского короля Макс-Йозефплац, где королем Максимилианом I был возведен Мюнхенский королевский придворный и национальный театр, который станет особо любим его правнуком королем Людвигом II.
Также во время правления Максимилиана удачно были осуществлены преобразования в судопроизводстве, военном ведомстве, армии, полиции, в финансовом, крестьянском делах. При его правлении были подтверждены права сословий, наконец, протестанты получили наравне с католиками равные права. Власть духовенства была ослаблена, проведена секуляризация церковных земель, упразднение множества монастырей.
Бавария также обязана королю первой конституцией, принятой 1 мая 1808 года, которая возникла под эгидой ведущего министра Максимилиана фон Монтгеласа. После медиатизации и секуляризации важным аспектом конституционных планов стала необходимость интеграции приобретенных регионов в Баварское королевство. Также это был шаг опередить опасную конституцию, навязанную Наполеоном, и поднять баварское национальное самосознание.
В ходе Наполеоновских войн после поражения Австрии Бавария расширила владения за счет присоединения Берхтесгадена, Байройта, Зальцбурга, Регенсберга, но уступила Ульм, Южный Тироль и часть других небольших территорий.
За профранцузский курс Бавария заплатила большую цену: в 1812 году в походе Наполеона против России тридцатитысячная баварская армия сложила свои жизни. 8 октября 1813 года (за 10 дней до битвы под Лейпцигом) Максимилианом I был разорван союз с Наполеоном. Бавария снова перешла на сторону Австрии и в 1814–1815 годах выступала в антинаполеоновской коалиции.
Бавария в XIX веке была одним из 39 независимых государств, которые вместе образовали Германский союз, или конфедерацию, созданную 8 июня 1815 года на Венском конгрессе после распада Священной Римской империи в 1806 году.
Правящим органом было Союзное собрание (сейм), заседающий во Франкфурте. Венский конгресс был созван под председательством князя Клеменса фон Меттерниха (1773–1859) с целью восстановления баланса сил в Европе, чтобы сформировать новую империю и четко определить границы европейских государств. Однако создать новую Германскую империю пока не получилось.
По Венскому конгрессу Бавария уступила Австрии Тироль и Зальцбург, но приобрела компенсацию приобретением франконских, швабских земель и территорию Нижнего Пфальца. В Мюнхенском договоре 14 апреля 1816 года были определены окончательные границы постнаполеоновской Баварии.
Сын Максимилиана I кронпринц Людвиг отстаивал немецкие национальные интересы. В 1817 году Людвиг, который уже давно подвергал критике политику отца, способствовал падению министра Монтгеласа. После возвращения отца из Вены сын представил отцу письмо, в котором он призывал к увольнению министра. Желание Людвига было исполнено 2 февраля 1817 года.