Po śmierci Lotara I w 855 roku odziedziczył ziemię nazwane Lotharii Regnum, od czego powstała nazwa "Lotaryngia". Granice panowania Lotara II obejmowały nie tylko dzisiejszą Lotaryngię, ale także m.in. dzisiejsze Niderlandy i Nadrenię.
W 855 roku poślubił Teutbergę, córkę hrabiego Bozona. Po śmierci brata Karola w 863 roku odziedziczył po nim część jego ziem.
Po śmierci Lotara II królestwo na mocy porozumienia z Meerssen zostało podzielone pomiędzy jego stryjów, tj.: Karola II Łysego i Ludwika II Niemieckiego (870). Miał nieślubnego syna Hugo Ślepego, który otrzymał od ojca nadania w Alzacji i próbował uzyskać Lotaryngię.