Louis est né alors que son père était roi d’Aquitaine et que son grand-père Charles le Chauve régnait sur la Francie occidentale. Certains doutes ont été soulevés sur sa légitimité, car ses parents s’étaient mariés secrètement et Ansgarde a ensuite été répudiée sur l’insistance de Charles. À la mort de Charles en 877, puis de Louis le Balbutiant deux ans plus tard, certains nobles francs préconisèrent d’élire Louis comme seul roi, mais un autre parti favorisa chaque frère dirigeant une partie distincte du royaume. En septembre 879, Louis est couronné à l’abbaye de Ferrières. Le 2 février 880, Louis est vaincu par la Grande Armée païenne Viking à la bataille de Lüneburg Heath.
Plus tard, en mars 880 à Amiens, les frères divisent le royaume de leur père, Louis recevant la partie nord, appelée Neustrie ou parfois simplement Francie.
Francie :
le royaume du Nord gouverné par Louis III après la division de mars 880 est représenté en violet
Le duc Boso, l’un des lieutenants les plus dignes de confiance de Charles le Chauve, renonça à son allégeance aux deux frères et fut élu roi de Provence. À l’été 880, Carloman II et Louis III marchent contre lui et s’emparent de Mâcon et de la partie nord du royaume de Boso. Ils unirent leurs forces à celles de leur cousin Charles le Gros, alors au pouvoir de la Francie orientale et du Royaume d’Italie, et assiégèrent sans succès Vienne d’août à novembre. En 881, Louis III remporta une victoire capitale contre les pillards vikings, dont les invasions se poursuivaient depuis le règne de son grand-père, à la bataille de Saucourt-en-Vimeu. Moins d’un an après la bataille, un poète anonyme la célébra ainsi que le roi, pour ses prouesses et sa piété dans un court poème Ludwigslied composé en vieux Haut allemand.
Louis III meurt le 5 août 882, âgé d’environ 17 ans, à Saint-Denis, au centre de son royaume. Alors qu’il montait son cheval pour poursuivre une jeune fille qui courait chercher refuge chez son père, il s’est cogné la tête sur le linteau d’une porte basse et est tombé, se fracturant le crâne. Comme il n’avait pas d’enfants, son frère Carloman II devint le seul roi de Francie occidentale et le vainqueur de Saucourt fut enterré dans le mausolée royal de la Basilique Saint-Denis.
