Sultan Abdülmecid'in oğludur. Henüz 10 yaşındayken annesi Tirimüjgan Sultan ölünce, bakımını Abdülmecid'in diğer çocuksuz eşi Piristû Kadın Efendi üstlendi. Piristû Kadın Efendi, Abdülhamid'i kendi çocuğu gibi büyüttü. Babasının ölümünden sonra yerine geçen amcası Abdülaziz diğer şehzadelerle birlikte Abdülhamid'in eğitimiyle de yakından ilgilendi. 1867 yılında çıktığı Avrupa gezisine Abdülhamid'i de beraberinde götürdü. Amcası Abdülaziz'in 1876'da tahttan indirilmesi ve şüpheli koşullarda ölümü, ağabeyi V. Murat'ın tahta geçirildikten üç ay sonra ruhsal çöküntü geçirdiği iddiasıyla tahttan indirilerek Çırağan Sarayı'na hapsedilmesi olaylarına tanık oldu. 31 Ağustos 1876'da padişah ilan edildi ve 7 Eylül günü Eyüp'te kılıç kuşandı.[2] Ağabeyinin yerine tahta geçirildikten sonra, her iki saltanat değişiminin mimarı olan Mithat Paşa'yı sadrazam yaptı. 33 yıl padişahlık yaptıktan sonra 27 Nisan 1909'da tahttan indirildi. 3 yıl Selanik'teki Alatini Köşkü'nde ev hapsinde tutulduktan sonra 1912'de İstanbul'daki Beylerbeyi Sarayı'na getirildi. 10 Şubat 1918'de İstanbul'da vefat etti. Mezarı, büyük babası için Divanyolu'nda yaptırılmış Sultan II. Mahmut Türbesi'nde bulunmaktadır.
