Fill de Carles II el Calb i d’Ermetruda, succeí el seu pare i fou coronat a Compiègne. El 878 destituí Bernat de Gòtia de tots els honors, entre ells els comtats de Barcelona, Girona i Rosselló. Sembla segur que Guifré I el Pelós, comte de Cerdanya i Urgell, rebé la investidura de Barcelona i Girona (amb Besalú), i Miró el Vell, comte al Conflent, la de Rosselló, del qual ja s’havia apoderat al començament de l’any, fet que constituí un dels darrers nomenaments de comtes catalans pels reis francs; a més, Lluís II concedí quatre preceptes per a Catalunya.
S'havia casat el 826 amb Ansgarda de Borgonya, de qui tingué dos fills, Lluís i Carloman, però el seu pare el forçà a rompre aquest enllaç i a tornar a contreure matrimoni, pocs anys després, amb Adelaida o Judit, d’origen probablement anglès, de qui tingué un fill pòstum, el futur Carles III el Simple.