Dernier fils vivant de Charlemagne et de Hildegarde, Louis le Pieux, roi d’Aquitaine (781) à l’âge de trois ans, est maître de l’empire en 814, à la mort de son père. Deux ans après son avènement, il se fait couronner par le pape Etienne IV, complétant par cette cérémonie religieuse du sacre le couronnement laïc déjà effectué par son père (Aix-la-Chapelle, 813).
Louis le Pieux a souvent été décrit comme quelqu’un d’impulsif et indécit, ce qui va nuire au maintien du vaste empire carolingien et ne trouvera pas de bons conseils auprès des prélats qui l’entoure.
Le début de son règne est marqué par une série de mesures radicales. Il éloigne du palais les principaux collaborateurs de Charlemagne et son entourage de bons vivants, contraint ses sœurs célibataires à porter le voile. Sous l’influence de Benoît, abbé d’Aniane, la cour et le gouvernement prennent une allure quasi monastique. Egalement influencé par ses conseillers ecclésiastiques, il supprime de son titre les qualités de roi des Francs et des Lombards, si chères à son père, pour ne garder que la désignation d’empereur Auguste.
En 817, il promulgue l’acte : l’Ordinatio imperii. Cette constitution visait à régler de son vivant sa succession et à maintenir l’indivisibilité de l’empire. Ainsi son fils aîné, Lothaire, est seul élevé à la dignité impériale et immédiatement associé à l’exercice du pouvoir avec son père. Les deux fils cadets de Louis le Pieux, Pépin Ier et Louis, reçoivent respectivement l’Aquitaine et la Bavière, tandis que leur cousin Bernard conserve le royaume d’Italie. Cette initiative hardie mécontente aussitôt ceux qui jugent leurs intérêts lésés. Un vaste soulèvement éclate : né en Lombardie sous la direction de Bernard, il gagne les grands de la Gaule. L’insurrection est promptement et sauvagement écrasée, Bernard condamné à avoir les yeux crevés. Il meurt de ce supplice peu après (818). La pénitence publique que l’entourage clérical de Louis le Pieux lui imposera en expiation de sa cruauté envers Bernard (Attigny, 822) ne fait qu’apparaître la faiblesse de l’empereur et les ecclésiastiques qui le guident comme le véritable obstacle à la prise du pouvoir par les grands. La restitution des biens de l’Eglise distribués aux vassaux et réclamée à l’empereur par ce même clergé achève d’exaspérer toute l’aristocratie. La situation devient explosive quand la seconde femme de Louis le Pieux, Judith de Bavière (819), exige pour leur fils Charles (né en 823) la plus grande part de la succession impériale, en dépit de la constitution de 817 et au détriment de Lothaire déjà empereur “ associé ”.
A partir de 830, durant dix années, s’engage une guerre acharnée entre Louis le Pieux et ses fils, tantôt alliés, tantôt adversaires. Ainsi Lothaire, Pépin et Louis se joignent aux conjurés qui se sont posés en libérateurs de l’empereur et de ses fils aînés contre Judith. L’impératrice est enfermée avec le petit Charles au couvent. Maintenu dans une demi-captivité, Louis le Pieux ne détient plus que l’ombre du pouvoir. Mais il prépare sa revanche.
En 831, ayant réuni assez de partisans, il réinstalle Judith sur le trône, écarte Lothaire, en abolissant l’Ordinatio imperii, et revient au système intégral du partage territorial entre ses quatre fils, au cours d’une assemblée à Aix-la-Chapelle. La rébellion est permanente dans tout l’Empire franc.
En 833, soutenu par les grands, Lothaire prend la tête d’une nouvelle coalition avec Pépin et Louis. Abandonné par son armée, Louis le Pieux est fait prisonnier près de Colmar, obligé d’abdiquer et contraint à une humiliante pénitence au monastère Saint Médard de Soissons. Bien que restauré dans ses fonctions une fois encore (835), le souverain a perdu tout son prestige, et la dynastie avec lui. Nombre de hauts dignitaires de l’Eglise le condamnent. Factions et partis rivaux contribuent à démembrer l’empire. Avec le clan bavarois, Judith obtient néanmoins satisfaction pour son fils Charles, qui, à la mort de Pépin (838), est déclaré roi (assemblée de Quierzy-sur-Oise) et reçoit divers territoires : régions entre Seine et Meuse, Frise, Champagne, Bourgogne, Aquitaine.
En mai 839, l’assemblée de Worms prévoit un nouveau partage en deux de l’empire : à Lothaire, rentré en grâce, revient les Etats de l’Ouest, à Charles ceux de l’Est. Louis doit se contenter de la Bavière. Mécontent, il fomente aussitôt un soulèvement.

C’est au cours d’une expédition menée contre lui que Louis le Pieux tombe malade et meurt, près de Mayence, le 20 juin 840. A sa mort, l’empire s’abîme dans les guerres civiles et dans un regain des luttes fratricides de sa descendance.
Le bilan est désastreux : de la glorieuse construction carolingienne, il ne reste ni la cohésion territoriale, ni l’unité politique, ni la richesse foncière, dilapidée au profit de l’aristocratie pour s’en assurer les alliances. Seules rescapées de la dislocation de l’empire, les structures administratives, un ensemble solide d’institutions législatives, économiques et sociales, mis en œuvre par Charlemagne et qui résisteront longtemps encore après Louis le Pieux.