Был сформирован 20 сентября 66 или 67 года. Легион принимал участие в гражданской войне 69 года. После установления мира в государстве был отправлен на дунайскую границу, с пребыванием на которой связана вся дальнейшая его история. Подразделение участвовало в завоевании Дакии, конфликтах на восточной границе. Последние упоминания о нём относятся к середине V века.
Согласно одной надписи, император Нерон вручил I Италийскому легиону орла и другие штандарты (что означало включение подразделения в состав римской армии) 20 сентября 66[2][1] или 67 года[3]. Это подтверждается римским историком Дионом Кассием, который сообщает, что данный легион был основан Нероном[4]. Подразделение состояло только из солдат, чей рост достигал шести футов (примерно 180 сантиметров), и было сформировано для будущей кампании в Армении и других восточных землях[1]. Нерон называл новый легион «фалангой Александра Великого», что также указывает на желание государя использовать его в восточных походах[2]. Однако спустя несколько недель XII Молниеносный легион был разбит восставшими иудеями и планируемый Каспийский поход так и не состоялся[1].
Предполагается, что римский флот перевозил новобранцев на восток, когда легион получил другую задачу и был перенаправлен в Галлию, где наместник Лугдунской Галлии Гай Юлий Виндекс взбунтовался в первые недели 68 года. В марте или апреле I Италийский легион прибыл в Галлию[1]. Эти даты ставят нас перед следующей проблемой: где находился легион в период с сентября 66 года до марта 68 года[1]. Для того, чтобы сократить такой временной пробел, некоторые учёные предположили, что он был основан не в 66, а в 67 году[3]. Йона Лендеринг считает такую версию излишней. По его мнению, зимой 66/67 года новобранцы проходили боевую подготовку, после чего были отправлены на восток весной 67 года, вернулись осенью, а к весне 68 года прибыли в Галлию[1].
Однако, пока легион был на марше, наместник Верхней Германии Луций Вергиний Руф подавил восстание Виндекса[2]. В июне того же года Нерон покончил жизнь самоубийством, а новым императором стал Гальба. По его приказу легион передислоцировался в Лугдун[3]. Но, когда в начале 69 года наместник Нижней Германии Вителлий провозгласил себя императором, подразделение покинуло свою базу и присоединилось к армии нового государя на пути в Италию[1]. Боевое крещение I Италийского легиона состоялось 14 апреля в первой битве при Бедриаке, где он проявил храбрость[1]. Противник Вителлия Отон (свергнувший к тому времени Гальбу) потерпел поражение. 24 октября того же года I Италийский легион снова бился под Кремоной, но теперь уже с войсками Веспасиана, но был разбит[3]. Вскоре Вителлий был низложен и убит, а на престол взошел Веспасиан.