В этот начальный период возник важный государственный акт Ordinatio imperii (лат. «Устроение империи», 817), который был нацелен на закрепление единства империи на вечные времена и на преодоление характерной для франков традиции разделять владения умершего правителя между его сыновьями. Акт был провозглашен на конгрессе в Ахене, и хотя кое-где он встретил противодействие, его поддержало духовенство, понимавшее, что империя должна быть столь же едина, как и церковь, которую она призвана защищать. Ordinatio назначало единственным наследником императора его старшего сына Лотаря; младшие становились королями при нем: Пипин – в Аквитании, Людовик Немецкий – в Баварии.

Недовольство этим постановлением подтолкнуло к мятежу Бернара, племянника императора и короля Италии. Мятеж был подавлен, и в 818 Бернар поплатился за него жизнью. В 821 высшим вельможам и сановникам было предписано подтвердить Ordinatio под присягой. В 822 в Аттиньи (в 45 км к северо-востоку от Реймса) Людовик публично покаялся в жестокости, допущенной при расправе с мятежниками в 817. К признанию своей вины в той или иной форме были принуждены и епископы, что подчеркивало религиозные основы режима. Однако и Ordinatio, и государственное устройство, которое оно было призвано установить, были полностью позабыты на втором этапе правления Людовика, который начался с серьезного внутреннего кризиса в 829.

Жена Людовика Ирменгарда умерла 3 октября 818, а в 819 он женился на Юдифи, дочери графа Баварского Вельфа. В 823 у них родился сын Карл (впоследствии король Карл Лысый), и желавшая обеспечить его будущее Юдифь оказалась в самом центре интриг.

Когда в 826 в южной провинции Испанская марка при поддержке эмира Кордовы началось восстание, мир на внешних рубежах впервые за пребывание Людовика во главе государства был поставлен под угрозу. Отправленная на юг франкская армия под командованием графов Гуго и Матфрида потерпела позорную неудачу, за что ее предводителей постигло наказание. Как эта, так и другие внешние угрозы усилили озабоченность властей, вследствие чего в 829 состоялись 4 больших церковных собора (в Париже, Лионе, Майнце и Тулузе), имевшие целью исследовать общественные пороки и предложить средства для их устранения.

В августе того же года обозначился серьезный политический кризис. Людовик, ожесточенный позицией Лотаря и его окружения, уступил нажиму со стороны Юдифи и провозгласил, что старшему сыну следует отправиться обратно в Италию; кроме того, он предпринял передел владений в пользу Карла, сына от Юдифи. В 830 сыновья от первого брака взбунтовались, и по итогам собрания высших сановников в Компьене Лотарю были возвращены прежние полномочия. Однако уже вскоре Людовик смог расколоть противников и выступил против Лотаря в союзе с младшими сыновьями Людовиком и Пипином. В 831 император восстановил полноту власти, а Лотарь был отправлен в Италию. Однако за это Людовику и Пипину пришлось предоставить больше самостоятельности, что угрожало единству государства. Был произведен раздел, по которому, если говорить огрубленно, запад доставался Пипину, восток – Людовику Немецкому, а центральная часть от реки Мозель до Средиземного моря – Карлу. Стремясь расширить свои владения, короли вели борьбу и с отцом, и друг с другом.

В 833 Лотарь, Людовик и Пипин при поддержке папы Григория IV снова объединились против отца, предъявив свои условия Людовику и Карлу. Подавляющая часть императорского войска перешла вблизи Кольмара на сторону противника. Людовик был низложен, и на престол взошел Лотарь. 1 октября 833 на всеимперском съезде в Компьене Людовика принудили выступить с публичным покаянием. Однако уже вскоре он вернул себе свободу, а в 834 объединившиеся против Лотаря Пипин и Людовик восстановили его на троне. Лотарю пришлось умолять о прощении, после чего он был еще раз сослан в Италию – до 839. В декабре 838 умер Пипин, и Людовик произвел 30 мая 839 в Вормсе очередной – четвертый – передел империи, которая была разделена между Лотарем и Карлом, в то время как Людовику Немецкому досталась лишь Бавария.

Людовик умер 20 июня 840 на рейнском острове Петерсауэ близ Ингельхейма посреди приготовлений к подавлению восстания в Аквитании, он погребен в церкви св. Арнульфа в Меце. Ключевой задачи – сохранения целостности Франкского государства – за годы правления Людовика решить не удалось, положение лишь ухудшилось, и за смертью императора последовала многолетняя междоусобная война между его сыновьями и потомками.