Lothaire succède à son père Louis IV au trône du royaume des Francs et écarte du pouvoir son jeune frère Charles qui n'a qu'un an. Pour une première fois, la dévolution héréditaire du trône du royaume revient au seul fils aîné du roi décédé, un acte qui sera dorénavant employé pour tous les règnes suivants au détriment de celui qui consistait à partager le royaume entre les fils.
Avec le temps, la rivalité s'installe entre Lothaire et son frère Charles qui en grandissant prend conscience du rejet qu'il a subi pour ne pas avoir eu une part du royaume. En 977, Charles accuse d'infidélité la femme de Lothaire, Emma, et l'affaire mène à un procès qui absout Emma. Suite à ce verdict, Lothaire expulse Charles en Lotharingie, où ce dernier sera nommé duc de Basse-Lotharingie en 978 par Otton II. Ce dernier, fils et successeur d'Otton Iᵉʳ, décédé en 973, est à la tête de ce qui est maintenant le Saint-Empire en succession à la Francie orientale. La décision d'Otton II provoque la colère de Lothaire qui décide de lancer une expédition à Aix-la-Chapelle, assisté des frères Henri Iᵉʳ de Bourgogne et Hugues Capet, tous deux fils d'Hugues le Grand, mort en 956. Lothaire doit cependant se retirer et Otton II riposte par un envoi de soldats chez les Francs en pourchassant Lothaire jusqu'à Paris. Otton II est toutefois arreté dans son élan par l'armée d'Hugues Capet qui le force à se retirer et quitter le territoire franc. Ce fait d'armes permet à Hugues Capet de bénéficier d'un énorme prestige.
Préoccupé à l'idée que la popularité grandissante d'Hugues Capet lui porte ombrage, Lothaire prend plusieurs moyens pour tenter de se gagner plus d'appuis. Il cherche ainsi à se rapprocher d'Otton II en signant avec lui le traité de Margut en 980 par lequel il renonce à la Lotharingie. Il se tourne également du côté de l'Aquitaine en mariant son fils Louis avec Adélaïde d'Anjou, fille d'un comte très puissant dans la région, mais l'union entre les deux époux tourne rapidement à l'échec. Même s'il bénéficie du soutien de plusieurs évêques du nord du royaume des Francs et de celui de la puissante maison de Vermandois représentée par Herbert III, petit-fils d'Herbert II, Lothaire peine à étendre sa domination à l'extérieur de la partie nord-est du royaume.
Lorsque Otton II meurt en 983, Lothaire ne cherche plus à avoir une bonne relation avec le Saint-Empire. Voulant profiter du jeune âge d'Otton III, fils et successeur d'Otton II, Lothaire prend au contraire la décision d'attaquer la Lotharingie dans l'espoir de conquérir le territoire. Il réussit à prendre Verdun en 985 mais son offensive coupe court lorsqu'il meurt subitement en 986.
Louis V, fils de Lothaire, lui succède à la tête du royaume des Francs. Son règne est toutefois très bref, à peine a-t-il le temps de convoquer une assemblée en mai 987 qu'il meurt la veille d'une chute de cheval lors d'une partie de chasse. Le mois suivant, Hugues Capet est élu roi et ouvre la voie à la longue dynastie des Capétiens.