生于江户小石川的水户藩邸，是第7代藩主德川治纪的第三子。水户藩自德川光圀时起便重视学问，齐昭也是在严格的教育下长大的。
兄长齐脩没有子嗣便去世，他在29岁时成为第9代水户藩主。藩内虽有人反对，但希望改革的藤田东湖等人极力拥戴齐昭。
约从此时起，他起用藤田东湖、会泽正志斋等能干的家臣，开始大规模的藩政改革，包括重整藩财政、重新丈量田地（检地）、加强军备等。
为防备外国船只来航，他举行了大规模军事演习（追鸟狩）。齐昭很早就强调防备外国的重要性，后来甚至征集寺院的钟来铸造大炮。
他开设藩校弘道馆，向武士子弟传授学问和武艺。次年又修建了与民同乐的偕乐园。偕乐园至今仍以赏梅胜地而闻名。
拆毁寺院、进行火枪演习等做法遭幕府责难，他被命退位并闭门谨慎。但在支持者的奔走下，后来他又获准重新参与藩政。
第七子七郎麿（即后来的德川庆喜）过继给一桥家。聪明的庆喜被视为未来的将军人选而受到关注，齐昭对儿子寄予厚望。
佩里来航后，老中阿部正弘请他出任为幕府海防（防备外国船只）献策的职务。齐昭强烈主张驱逐外国人，成为倡导尊王攘夷的志士们仰慕的对象。
在安政大地震中，他倚为左膀右臂的藤田东湖在江户藩邸遇难。据说东湖是为保护母亲而被压在房屋下的。这对齐昭是沉重的打击。
大老井伊直弼未经天皇许可便签订日美修好通商条约，齐昭在非规定日期闯进江户城抗议。在将军继承人问题上，他也因拥立庆喜而与直弼对立，被命闭门谨慎。
在安政大狱中，他被处以更重的永蛰居（终身闭门不出的处罚），被迁往水户。
在井伊直弼于樱田门外之变中被水户浪士刺杀的这一年，齐昭也在水户突然病逝。他后来被称为「烈公」，其思想对幕末的尊王攘夷运动产生了巨大影响。
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歌川广重歌川国芳高岛秋帆宇田川榕庵江川英龙川路圣谟高野长英哈里斯
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