L'héritage de Louis II est partagé en à Amiens[3] : Louis obtient la Neustrie et la Francie, tandis que son frère Carloman reçoit l'Ouest de la Bourgogne, l'Aquitaine et la Septimanie. Les deux frères parviennent à exclure Hugues, fils illégitime de Lothaire II, de toute prétention successorale à la royauté[4].
Ils doivent également lutter pour la Bourgogne, disputée par leur grand-oncle Boson, qui s'est fait élire roi du royaume restauré de Burgondie (incluant la Provence). En , les deux frères marchent contre lui et arrivent aux portes de la ville de Mâcon. Les troupes de Boson sont vaincues lors de la bataille de Crêches-sur-Saône et les Carolingiens récupèrent le comté de Mâcon, mais ne réussissent pas à prendre Vienne de force.
Lutte contre les Vikings
Le , les deux frères remportent une éclatante victoire sur les Vikings, arrivés jusque sur la Vienne[6].
En , Louis III l'emporte sur l'envahisseur à la bataille de Saucourt-en-Vimeu où près de 8 000 Vikings périssent. Cette victoire connaît un retentissement important. Elle est immortalisée par le Ludwigslied ou « chanson de Louis », un poème en vieux haut-allemand probablement écrit peu après la bataille[7].
Un règne très court
Louis III meurt le , âgé d'environ 18 ans, sans alliance et sans postérité.
Il se fracasse le crâne contre le linteau d'une porte trop basse et tombe de cheval alors qu'il poursuivait la fille d'un certain Germond, qui courait se réfugier dans la maison de son père[8],[9]. La Chronique de l'abbaye de Saint-Riquier attribue cependant la mort de Louis III à la rupture d'un vaisseau sanguin qui s'était produite durant sa victoire contre les Normands à la Bataille de Saucourt-en-Vimeu. Son corps est inhumé à Saint-Denis. Son frère Carloman II devient le seul roi de Francie occidentale.
Laurent Theis, Nouvelle histoire de la France médiévale, vol. 2 : L'héritage des Charles : de la mort de Charlemagne aux environs de l'an mil, Paris, Seuil, coll. « Points. Histoire » (no 202), , 280 p. (ISBN978-2-02-011553-7).