ルイ3世は、西フランク王ルイ2世（吃音王）とその最初の妃アンスガルドの間に生まれた長男である。父の死後、弟カールマン2世とともに王位を継ぎ、兄弟による共同統治が始まった。父の遺領を分割した際、ルイ3世は西部の領土の一部とヌストリア地方を受け取っている。
共同統治の成立
879年、修道院長ユーグ（ロベール家の有力者）の後押しにより、ルイ3世とカールマン2世は西フランク王国の国王として正式に承認された。当時の西フランク王国は、カロリング朝の権威が揺らぎつつある中で、大貴族たちの支持が王位の安定に不可欠な時代となっていた。
ノルマン人の侵攻とサクールの戦い
この時代最大の脅威は、ノルマン人（ヴァイキング）の襲撃であった。彼らはもはや船だけでなく騎兵部隊をも擁するようになっており、内陸深くまで進出して農村を略奪し、都市の防衛線を強引に突破していった。
879年にはヘントが、翌880年にはコルトレイクが襲撃の標的となった。こうした危機の中で、ルイ3世は881年にサクール（サクール・アン・ヴィムー）の戦いでノルマン人を破り、短命ながらも輝かしい勝利を収めた。この勝利は古高ドイツ語の叙事詩「ルートヴィヒの歌（Ludwigslied）」として讃えられ、後世に伝えられている。
しかし勝利は一時的なものにとどまった。同年末にはノルマン人がアーヘン（アーヘンラ・シャペル）へ侵入し、大帝カール（シャルルマーニュ）の宮殿を徹底的に破壊して回ったのである。
早すぎる死
わずか3年余りの統治ののち、ルイ3世は882年8月5日に世を去った。嗣子のないままの死であり、王位は弟カールマン2世が単独で継承することとなった。伝えられるところによれば、彼はセント＝ドニ近郊で乗馬中の事故により頭部を強打して落命したという。20歳前後という若さでの死であり、その早逝は王国の防衛にとって大きな損失となった。