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En tant que fils aîné survivant, Rudolf succède à son père comme duc de Haute-Bavière à sa mort, le . En septembre, il épouse Mathilde (1280-1323), fille du comte Adolphe de Nassau qui avait été élu roi des Romains en 1292, poursuivant ainsi la politique matrimoniale de son père. Cependant, le roi Adolphe déçoit les attentes des princes et en 1298, il est déclaré déchu en faveur du fils et héritier du roi Rodolphe défunt, Albert de Habsbourg, duc d'Autriche. Lors de la bataille de Göllheim, le , Rodolphe, avec son neveu Othon III de Bavière, soutient son beau-père Adolphe de Nassau contre son oncle maternel Albert d'Autriche. Le duc de Habsbourg gagne la bataille, tandis que le roi Adolphe est tué au combat.
Albert est élu roi le et Rodolphe rejoint alors le parti des Habsbourg. Cependant, la forte politique dynastique du nouveau monarque provoque une résurgence des conflits dynastiques chez les Wittelsbach. Le roi Albert fait pression sur Rodolphe pour qu'il accepte son ambitieux frère cadet Louis IV, le futur empereur du Saint-Empire, comme co-régent. Il brise la résistance de Rodolphe en assiégeant sa résidence de Heidelberg en 1301.
Après l'assassinat d'Albert en 1308, Rodolphe et Louis IV espèrent tous deux lui succéder. Néanmoins, les princes rassemblés autour du puissant archevêque de Mayence, Pierre d'Aspelt, arrangent la candidature du comte Henri VII de Luxembourg. Lors de l'élection du , Rodolphe vote pour Henri. En 1310, il accompagne le nouveau roi dans sa campagne en Italie. Cependant, il doit mettre fin à sa participation lorsqu'à la mort du duc Étienne Ier de Bavière, de nouvelles disputes autour de la partition des terres des Wittelsbach et de la dignité électorale entre Rodolphe et Louis IV culminent en une guerre civile.
Finalement, le , la paix entre les frères est conclue à Munich : alors que Rodolphe conserve le Palatinat, le traité donne à Louis l'occasion d'assurer son élection comme roi à la mort d'Henri VII de Luxembourg, le . Au grand dam de son frère, Louis réussit à vaincre son rival Habsbourg, Frédéric le Bel à la bataille de Gammelsdorf le . Après la renonciation du fils d'Henri, le roi Jean de Bohème, il est finalement élu roi des Romains à Francfort le - contre le vote de son frère envieux Rodolphe, qui soutient Frédéric de Habsbourg.
Dans la querelle de trône qui s'ensuivit avec les Habsbourg, Rodolphe est attaqué par son frère tant en Bavière que dans le Palatinat. Mis sur la défensive, Rodolphe accepte en 1317 d'abdiquer en faveur de Louis IV, jusqu'à ce que le conflit avec les Habsbourg soit terminé. Selon l'historien de la Renaissance Johannes Aventinus (1477-1534), Rodolphe part pour l'Anglia (possiblement la partie anglaise du Nord de la France), où il mourra deux ans plus tard. Il recevra par la suite l'épithète de « Bègue » en raison de ses nombreux combats désespérés contre son puissant jeune frère.
Louis IV, couronné empereur en 1328, par le traité de Pavie de 1329, accorde le Palatinat aux fils de son frère Rodolphe, à savoir Robert Ier, Rodolphe II et à l'héritier d'Adolphe Ier, Robert II. Ainsi, Rodolphe Ier et son petit-fils Robert II sont-ils devenus les ancêtres de la lignée aînée (palatine) de la dynastie des Wittelsbach, qui reviendra au pouvoir en Bavière en 1777 après l'extinction de la lignée cadette (bavaroise), les descendants de Louis IV.
