En814, son père lui confie d'abord le gouvernement de laBavière, puis en juillet817, promulgue l’Ordinatio Imperii qui l'associe à l’Empire, et le déclare seul héritier[2]. Il assigne cependant à ses fils puînés,Pépin etLouis, une part du territoire avec un rôle subordonné[3]. Également reconnu commeroi des Francs, Lothaire Ier est envoyé enItalie, où il prend en820 ou822 le titre de roi desLombards, et s’installe àPavie. Le àRome, il est couronné coempereur par le papePascal Ier, celui-ci se soumettant à son autorité.
En829, Louis le Pieux jette les bases d'un partage nouveau, favorable à son plus jeune filsCharles, né en823 de sa seconde épouseJudith de Bavière. Lothaire Ier se révolte alors contre son père Louis le Pieux. Lothaire entraîne ses deux frèresLouis le Germanique etPépin Ier d'Aquitaine contre leur père, et le détrône une première fois en830. Mais le fils rebelle est battu et ne conserve que l'Italie. Le Royaume franc proprement dit est attribué à ses trois frères. Toutefois, la rivalité qui ne cesse d'exister entreJudith et ses beaux-enfants amène la crise de833 qui voit la déposition de Louis le Pieux par ses fils. Lothaire s'empare du pouvoir souverain ; une nouvelle répartition du territoire écarte les prétentions de Charles. Au cours de l'année suivante la situation se modifie profondément : Louis et Pépin se rapprochent de leur père ; Lothaire est contraint de prendre la fuite ; le vieil empereur est restauré le. En838, réconcilié avec Lothaire, Louis le Pieux opère un nouveau partage àWorms,. Lothaire reçoit, outre l'Italie, la portion orientale du Royaume franc[4]. Quelques mois plus tard, il conclut un traité avec ledoge vénitienPietro Tradonico appeléPactum Lotharii.
L'auteur dramatique et librettisteHippolyte Bis commença sa carrière littéraire en écrivant, en collaboration avec François Hay, une tragédie en trois actes et en vers,Lothaire, qui met en scène la tentative de prise de pouvoir de Lothaire au détriment de son père Louis le Pieux. La tragédie fut publiée en1817[7] mais ne fut jamais jouée.