A la mort de Louis II, ses deux fils accèdent conjointement au trône (le troisième, le futur Charles III le Simple, est encore dans le ventre de sa mère). Agés respectivement de 16 et 14 ans, Louis et Carloman ont pour tuteur Théodoric de Vergy, comte de Chalon (v.856), de Mâcon (869), d'Autun, ancien conseiller du roi Charles le Chauve et chambellan de Louis le Bègue.
Leur court règne est marqué par la lutte contre les Vikings, avec notamment la victoire de Saucourt-en-Vimeu (Somme, 881) et la défaite de Miannay (Somme, 884). En 884, Carloman et les Grands du Royaume croient achèter le départ avec les envahisseurs… mais il faudra attendre le traité de Saint-Clair-sur-Epte (911) pour que la paix s'installe.
Carloman est fiancé à Engelberge, fille de Boson V de Provence, mais il n'a pas de descendance.
Les deux frères meurent successivement en 882 (Louis III) et 884 (Carloman II), tous deux accidentellement, à cheval pour le premier, à la chasse pour le second. Le nouveau roi (Charles III) n'ayant que 5 ans, un nouveau tuteur est choisi, en la personne de l'empereur, l'autre Charles III, roi de Francie orientale
