Pouco se sabe dos seus primeiros anos, provavelmente passados na corte do seu avô Carlos Magno, até 815, quando se tornou rei da Baviera. Quando, em 817, o seu pai dividiu o império entre os seus filhos, Lotário foi coroado co-imperador em Aquisgrano. Em 821, casou-se com Ermengarda (falecida em 851), filha de Hugo, conde de Tours; em 822 ele assumiu o governo da Itália e, a 5 de abril de 823, foi coroado imperador pelo Papa Pascoal I em Roma.

Em novembro de 824, ele promulgou uma lei regulando as relações entre papa e imperador, que reservavam para este o supremo poder secular e, a seguir, emitiu várias ordens para o bom governo da Itália.