为将门之后，其父董旸在嘉靖年间为宣府游击将军。与其兄董一奎以勇敢著称。嘉靖时，历官蓟镇游击将军。因军功升迁为石门寨参将。隆庆初，迁副总兵，驻防古北口。移守宣府。万历十一年（1583年），以都督佥事为昌平总兵官，不久徙宣府。万历十五年（1587年），徙蓟州。久之，因事被劾罢。后以副总兵协守宁夏，擢升为延绥总兵官。后进署都督同知，入京为中府佥事。万历二十二年（1594年），一元与巡抚李化龙击败把兔儿，进左都督，加太子太保，荫本卫世指挥使。

万历朝鲜之役时，诏董一元隶总督邢玠麾下，参赞军事。不久，替代李如梅为御倭总兵官。万历二十六年，邢玠将援朝军分为三路，中路为董一元军进攻泗川，对决岛津义弘。董一元先攻取晋州，占领望晋，乘胜渡江，接连平毁永春、昆阳二座敌寨。十月初一日，在攻打泗川城门时，彭信古营火药爆炸，明军前锋以为背后遭到伏击，竞相奔溃。日军从城内杀出，明军大败，死伤六千馀人。日军将明死亡士卒的鼻子割走，日后带回日本。史称第一次泗川之战，明军伤亡惨重。消息传至明朝，万历帝大怒，下诏斩游击马呈文、郝三聘，彭信古等人被降官职，董一元也被降级。这时丰臣秀吉去世，日军急忙撤退，明军追击，陈璘追击岛津义弘的撤退部队，董一元得以恢复原官。万历二十七年（1599年）三月，回朝。卒年不详。

董一元与麻贵、张臣、杜桐、达云并称边将，《明史》评价董一元「白沙埚、墨山之捷，奇伟不下王越。」

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