Como emperador, pretendió incorporar a sus hijos adultos Lotario (coemperador desde 817), Pipino y Luis en la administración y trató de establecer una división adecuada del reino entre ellos bajo la supremacía de Lotario.
Eginardo y el cronista anónimo conocido como Astrónomo escriben que Luis nació en la villa regia de Cassinogilum mientras Carlomagno se encontraba de campaña en Hispania; el lugar ha sido identificado con Chasseneuil.
Cada reino era el responsable de mantener sus fronteras; Ludovico debía defender la Marca Hispánica.
Muerto Carlos, heredó la totalidad del reino franco y todos sus bienes, con la única excepción de Italia, territorio que se mantuvo bajo el control del Imperio, aunque regido por Bernardo, el hijo de Pipino.
Finalizada la ceremonia, los nobles francos le aclamaron al grito de: Vivat Imperator Ludovicus (¡Viva el emperador Ludovico!).
En 816, el papa Esteban IV —sucesor de León III— visitó Reims y consagró a Ludovico; de este modo aumentaba la influencia eclesiástica al reconocer su importancia en las consagraciones imperiales.
Aunque ya había concedido a sus hijos Lotario y Pipino los territorios de Baviera y Aquitania, respectivamente —sin cederles, no obstante, los títulos reales— con este decreto el Imperio quedaba dividido efectivamente entre sus tres hijos y su sobrino Bernardo: La Ordinatio imperii establecía que si uno de los monarcas subordinados moría, le sucederían sus herederos; en el caso de que un monarca falleciera sin descendencia, sus dominios reverterían a la casa imperial.
Por otro lado, si Lotario moría sin herederos el pueblo, es decir, la asamblea de los francos, elegiría a su sucesor.
Se envió a su encuentro al arzobispo Cadolah del Friul, mas este murió en campaña y los eslovenos invadieron su territorio (820).
En el extremo sur del reino, Ludovico tenía que controlar a los poderosos duques de Benevento, Grimoaldo y Sico, a los que su padre Carlomagno no había logrado someter.
En los territorios del suroeste se rebeló el duque Seguin de Gascuña.
Tras su derrota le sucedió Lope, al que el emperador había hecho renunciar en 818.
Una asamblea reunida en 820 en Quierzy-sur-Oise decidió enviar una expedición militar contra el Emirato de Córdoba.
Marchó inmediatamente a Compiègne, donde los soldados de Pipino le rodearon y capturaron.
Wala fue encerrado en un monasterio a orillas del Lago Lemán; Hilduino, abad de Saint-Denis, se exilió en Paderborn; y a Elisachar y Matfrid se les retiraron sus honores al norte de los Alpes.
Pipino fue convocado a la corte, donde fue tan mal recibido que se rebeló contra las órdenes del emperador.
Ludovico se encontraba en Worms reclutando una nueva fuerza cuando Lotario marchó hacia el norte.
Para la mentalidad feudal, la traición que las tropas imperiales habían hecho a su señor era un crimen terrible, y el lugar donde se celebró la batalla fue conocido desde entonces como el «Campo de las Mentiras».
Paralelamente, los nobles leales de Austrasia y Sajonia decidieron enfrentarse a Lotario.
En 834 el emperador volvió a Aquisgrán, donde se reunió con su esposa y con Carlos.
Mientras se efectuaba este nuevo reparto, los vikingos atacaron Utrecht y Amberes.
Luis reclutó un gran ejército y marchó contra los invasores; aunque estos huyeron, no sería la última vez que amenazaran la costa septentrional del Imperio.
En 837 Ludovico coronó monarca de Alamania y Borgoña a Carlos y le concedió el dominio sobre ciertos territorios de Luis el Germánico, que inmediatamente comenzó una nueva insurrección.
Lotario se alió con Ludovico y le ofreció su apoyo en Worms a cambio de una nueva división del territorio.
Ludovico le dio la opción a Lotario de que escogiera uno de estos dos territorios, quedándose este con el oriental —incluyendo Italia— y dejando el occidental a Carlos.
La última guerra civil del reinado de Ludovico Pío había terminado.
El conflicto en torno a Aquitania no se resolvió hasta la década de 860.
Su política religiosa tenía como fin fortalecer la cohesión territorial, con el cristianismo como eje vertebrador de la sociedad.
En la Vita Hludovici Imperatoris aparece en una única ocasión el término latino mitisum — cuya traducción aproximada sería 'bonachón' o 'blando de carácter'.
Un eclesiástico de Saint-Denis redescubrió este término (1275) en las Grandes crónicas de Francia, lo que llevó a que Luis fuera apelado le Débonnaire ('el Buenazo') por la historiografía francesa.