Raja Mihai diputerakan pada tahun 1921 di Istana Foişor, Sinaia, Romania, paduka putera kepada Raja Carol II dari Romania (kemudian Putera Mahkota Romania) dan Puteri Elena dari Greece.[9] Baginda diputerakan sebagai paduka cucunda kepada Raja Ferdinand I dari Romania yang kemudian memerintah. Apabila Raja Carol kahwin lari dengan perempuan simpanan baginda Elena "Magda" Lupescu dan melepaskan hak baginda kepada takhta kerajaan pada bulan Disember 1925, Raja Mihai telah diisytiharkan pewaris takhta. Raja Mihai menggantikan di takhta Romania setelah kemangkatan Raja Ferdinand pada bulan Julai 1927, sebelum hari keputeraan keenam baginda.[10] Raja Mihai telah menghadiri sebuah sekolah khas yang ditubuhkan pada tahun 1932 oleh paduka ayahanda baginda.[11][12]