Ludwig xuất thân từ dòng dõi quý tộc nhà Wittelsbach. ông cố của ông Otto I năm 1180 được Hoàng đế Friedrich I của Nhà Staufer giao cho công quốc Bayern. Nhờ vậy nhà Wittelsbach trở thành gia đình công tước. Tuy nhiên, họ không chỉ trung thành về chính trị với nhà Staufer, mà họ trau dồi quan hệ thân nhân với nhau. Các công tước Bayern, Ludwig II der Strenge, cha của Ludwig der Bayer, và Heinrich XIII qua chị em là Elisabeth là anh em dâu của vua La Mã Đức Konrad IV. Con của Konrad, Konradin do đó là một người anh em họ của Ludwig der Bayer. Với việc hành quyết Konradin, người đã thất bại trong cuộc tái chiếm miền Nam Ý, nhà Staufer đã tuyệt tư từ năm 1268. Cậu của ông ta, Ludwig der Strenge, được thừa kế vùng đất trải dài tới sông Lech của nhà Staufer.

Để gia tăng vị thế cho gia tộc, Ludwig der Strenge dùng hôn nhân như một công cụ chính trị: Trong lễ đăng quang của Rudolfs von Habsburg, ông kết hôn với Matilda, con gái của nhà vua. Từ cuộc hôn nhân này (cuộc hôn nhân thứ ba của ông), hai người con trai được sinh ra: 1274 Rudolf và có lẽ vào năm 1282 hoặc 1286 và Ludwig, vị hoàng đế tương lai.[1] Ludwig được dạy dỗ tại cung điện ở Viên của công tước Albrecht I cùng với các con trai của công tước. Ở đó,Ludwig kết bạn với người em họ của ông, Friedrich der Schöne, người sau này cũng là đối thủ của ông trong việc tranh giành ngai vàng. Cha của ông qua đời vào đầu tháng 2 1294.

Vào tháng 10 năm 1308, Ludwig kết hôn với Beatrix nhà Schlesien-Schweidnitz lúc đó 18 tuổi.[2]