Los dos hermanos beneficiados por este tratado consideraron que su sobrino Lotario II había muerto sin descendencia legítima, no reconociendo su divorcio de Teutberga y, por consiguiente, no reconocían la descendencia que Lotario II tuvo con su amante y posterior esposa Waldrada.
Luis II el Joven se enfrentó, pues, a unos hechos consumados que impidieron el cumplimiento del Tratado de Verdún del año 843 por el que los hijos de Ludovico Pío, Lotario I, Luis el Germánico y Carlos el Calvo, se habían repartido el Imperio carolingio.
En 855 Lotario I cayó enfermo, se retiró a la abadía de Prüm y murió, no sin antes dividir Francia Media entre sus tres hijos: A la muerte en 863 de Carlos de Provenza, sus dos hermanos se repartieron su reino, mientras que, como ya se ha dicho, al morir Lotario II, el hermano sobreviviente fue excluido del reparto de Lotaringia, que fue sancionado con este tratado de Mersen, a pesar del apoyo del papa Adriano II a las pretensiones del emperador Luis II el Joven.
El tratado fue firmado por los reyes Carlos el Calvo y Luis el Germánico, después de que este último amenazara con declarar la guerra a Carlos el Calvo cuando se hizo coronar de forma unilateral rey de Lotaringia en Metz, la capital del fallecido Lotario II.
El acuerdo no duró más diez años: a la muerte de Luis el Germánico en 876, su hermanastro Carlos el Calvo invadió la Lotaringia oriental más allá del río Ourthe, pero fue rechazado al ser derrotado cerca de Andernach por un ejército mucho menor mandado por el hijo heredero de Luis el Germánico, Luis III el Joven.