天長10年（833年）2月28日、叔父に当たる淳和天皇の譲位を受けて即位。当初、淳和天皇の皇子恒貞親王を皇嗣に立てたが、承和9年（842年）の承和の変により、恒貞は廃せられ、代わりに仁明天皇の第一皇子道康親王（文徳天皇）が立太子した。これには自らの息子に皇位を継がせたい帝の意思と、道康親王の伯父である藤原良房の陰謀があったと言われている。
承和10年（843年）、文室宮田麻呂が謀反を企てているとの告発を受け、宮田麻呂一族を流罪に処した[注釈 2]。この件の遠因は諸説あるが、承和の変の影響であるとも、良房ら藤原北家が貿易利権を独占したいとの思わくの中、同じく貿易に関与している宮田麻呂を排除した、などの説がある。
承和12年（845年）、自身の更衣であり子（貞登、当時は源登[注釈 3]）をも成した三国町
と、女御の藤原貞子の弟で自身の幼少期からの側近の藤原有貞の密通を疑い、地方官に左遷する[注釈 4]。嘉祥3年（850年）3月19日に病により、文徳天皇に譲位。太上天皇位に就くことなく、2日後の同年3月21日に崩御。宝算41。
天皇は幼少時から病弱であったとされ、『続日本後紀』には7歳の頃からの様々な病歴が記載され、即位後もしばしば薬（丹薬・石薬）の調薬をして医師並みの知識を有していたとされる。また、『三代実録』の藤原良相の薨去の記事では、天皇は良相ら側近に自分が作成した薬の試飲を命じたとする記事が載せられている。『続日本後紀』嘉祥3年2月22日条には天皇が朝廷の会議に御簾を隔てて参加していたとする記事があり、既に重病であった自分の姿を見せないように御簾で隠して議論を聞いていたことが窺える（天皇はその1カ月後に崩じている）[5]。
江戸時代の儒学者の頼山陽は、天皇が恒貞親王が度々皇太子を辞退した際には受け付けず、事件にかこつけてこれを廃して自分の実子を立てたことを厳しく非難している[6]。仁明天皇の伝記を執筆した遠藤慶太も、承和の変を「易儲」（皇太子の変更）を図るための政変であるとして仁明天皇の関与・責任を重視し、「藤原良房の陰謀」とする説は政変の意義の矮小化であるとしている[7]。 仁明天皇は菊の花を愛したことから、菊の花のような淡い黄色を、在位中の元号「承和（じょうわ）」にちなみ「承和色（そがいろ、じょうわいろ）」と呼ぶ[8]。 仁明天皇の系譜
承和色
系譜
16. 施基親王
8. 第49代 光仁天皇
17. 紀橡姫
4. 第50代 桓武天皇
18. 和乙継
9. 高野新笠
19. 土師真妹
2. 第52代 嵯峨天皇
20. 藤原宇合
10. 藤原良継
21. 石上麻呂女
5. 藤原乙牟漏
22. 阿倍粳蟲
11. 阿倍古美奈
1. 第54代 仁明天皇
24. 橘諸兄
12. 橘奈良麻呂
25. 藤原多比能
6. 橘清友
26. 粟田人上
13. 粟田人上女
3. 橘嘉智子
28. 田口益人
14. 田口家主
7. 田口三千媛
系図
50 桓武天皇
51 平城天皇 伊予親王 万多親王 52 嵯峨天皇 53 淳和天皇 葛原親王 良岑安世
高岳親王 阿保親王 54 仁明天皇
〔嵯峨源氏〕 源融
〔嵯峨源氏〕 源潔姫 恒貞親王 平高棟 高見王 遍昭
在原行平 在原業平 平高望
〔桓武平氏〕 素性
54 仁明天皇
55 文徳天皇 58 光孝天皇 人康親王