Il laissera deux fils nés de son mariage avec une soeur d'Otton Ier, également frère de la mère de Lothaire.
Otton Ier exercera alors une véritable tutelle sur le royaume, confirmée par le mariage de Lothaire avec Emma, belle-fille du roi de Germanie. Le cadet d'Hugues le Grand recevra le duché de Bourgogne tandis que l'aîné, Hugues Capet, héritera du duché de France. Hugues Capet tentera de faire élire Hugues de Vermandois, ancien usurpateur du siège archiépiscopal sous le règne de Louis IV, archevêque de Reims. Il souhaitait ainsi prendre possession des richesses de cette église et assurer sa légitimité. La tentative avortera au profit d'un ottonien.
Lothaire sera alors victime de ses alliances et contre-alliances. Les Vermandois, victimes de l'échec d'Hugues Capet, passeront à ses cotés. Cette alliance menacera les intérêts de l'Eglise de Reims, en raison des faveurs accordées aux Vermandois aux dépens des ses vassaux. Lothaire tentera de se dégager de la dépendance d'Otton Ier.
Les archevêques ottoniens de Reims, notamment Adalbéron nommé en 969, parviendront à convaincre l'empereur de l'hostilité de Lothaire à son égard. Ce dernier, qui souhaitait s'emparer de la Lotharingie, devra affronter hostilité de l'Empire, notamment après la mort d'Otton Ier en 973. Il soutiendra la révolte des Lorrains contre Otton II qui se soldera par la défaite des troupes impériales à Mons, en 976. Otton II se vengera lorsque le frère de Lothaire, Charles, sera exilé pour avoir accusé la reine Emma d'adultère. Il nommera de dernier duc de Basse-Lotharingie. Lothaire partira en campagne contre Aix-la-Chapelle en 978, dont le palais sera saccagé. Otton II fera alors une incursion en France mais sera repoussé par Hugues Capet. Lothaire, qui tentera d'intervenir dans les rivalités intestines qui menacent l'Empire après la mort d'Otton II, en 983, sortira affaibli de la manoeuvre. Il décédera le 22 mars 986, à l'âge de 44 ans, et sera inhumé à l'église Saint-Rémi de Reims.
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