1886 wurde der Fürst von Bulgarien Alexander von Battenberg zur Abdankung gezwungen. Durch die politischen Interessen der Großmächte Österreich-Ungarn, Russland und des Osmanischen Reiches (auch Ottomanisches oder Türkisches Reich) war die Lage auf dem Balkan sehr angespannt. Die Suche nach einem neuen Fürsten gestaltete sich daher als schwierig. Einige Kandidaten lehnten den Thron ab. Der Berliner Vertrag von 1878 schrieb außerdem vor, dass kein Nachkomme eines amtierenden europäischen Herrscherhauses Fürst von Bulgarien werden durfte.
Schließlich wurde der Thron Ferdinand angeboten. Er nahm die Kandidatur widerwillig an und wurde 1887 zum neuen Fürsten von Bulgarien gewählt. Nach Erhalt der Nachricht soll Ferdinand gesagt haben: „Ich bin von heute an Bulgare!“ Von diesem Moment an setzte er sich mit aller Leidenschaft für Bulgarien ein und identifizierte sich so nachhaltig mit dem Land, dass er sich für den Rest des Lebens als Bulgare fühlen sollte.
Die Regierungen in Europa waren von der Wahl der Bulgaren nicht begeistert und es gab sogar Warnungen vor einem Anschlag, die Ferdinand dazu veranlassten, heimlich und in Zivil von Wien nach Sofia zu reisen. Ferdinand war ein vorsichtiger Mensch. Bei seiner Ankunft in Sofia steckten noch die Pistolenkugeln des vergangen Putsches in den Wänden. Die erste Nacht verbrachte er mit einer griffbereiten, geladenen Waffe. In politisch unruhigen Zeiten soll er mehrmals pro Woche sein Arbeitszimmer gewechselt haben.
Nach seiner Ankunft in Sofia setzte er alles daran, möglichst schnell die Sprache zu lernen sowie das Land und die Bewohner kennenzulernen. Bulgarien war damals dem Sultan des Osmanischen Reiches unterstellt und überwiegend landwirtschaftlich geprägt. Mit dem Rat und der Unterstützung seiner Mutter gelang es Ferdinand, das Land wirtschaftlich auf den Stand der Zeit zu bringen. Der Naturschutz kam unter Ferdinand ebenfalls nicht zu kurz. Er ließ Landstriche wieder aufforsten, in denen zuvor ganze Wälder abgeholzt worden waren.
Ferdinand war technikbegeistert und setzte sich für den Ausbau der Infrastruktur in Bulgarien ein. Er förderte den Bau des Orientexpress und erweiterte das Eisenbahnnetz um ein Vielfaches. Er ließ sich sogar zum Lokomotivführer ausbilden und fuhr nicht selten selbst einen Zug. Er hatte eine Vorliebe für PS-starke Erfindungen: Er kaufte sich einen Mercedes, der bei einer Rallye den zweiten Platz belegt hatte, und war begeistert von Flugzeugen.