Năm 855, ông bị bệnh nặng và tuyệt vọng phục hồi đã từ bỏ ngai vàng, chia đất đai giữa ba người con trai vào ngày 23 tháng 9, vào tu viện Prüm, nơi ông qua đời sáu ngày sau đó. Ông được chôn cất tại Prüm, nơi tìm thấy hài cốt của ông vào năm 1860. Chính tại Prüm, Lothair được tưởng niệm nhiều nhất.[6]

Cùng năm đó, vương quốc của Lothair bị chia rẽ giữa ba người con trai của ông[1] trong một thỏa thuận được gọi là Hiệp ước Prüm: người lớn nhất, Louis II, đã nhận được Ý và danh hiệu hoàng đế; người thứ hai, Lothair II, đã nhận được Lotharingia; người trẻ nhất, Charles, đã nhận được Provence.[cần dẫn nguồn]