Figlio (Monaco di Baviera 1287 - Fürstenfeld, Monaco di Baviera, 1347) di Ludovico II, duca di Baviera e conte palatino del Reno, e di Matilde, figlia di Rodolfo d'Asburgo. Scelto come imperatore contro Federico III il Bello duca d'Austria, L. entrò in conflitto con papa Giovanni XXII, che non riconobbe la decisione in quanto avvenuta senza giudizio pontificio e che lo scomunicò: disceso in Italia, L. si fece incoronare dal popolo romano (1328) e dichiarò deposto il papa. Nel 1338 proclamò la legittimità di ogni elezione regia, anche se priva di approvazione pontificia, se decisa dalla maggioranza dei principi elettori. Nel 1346 gli fu contrapposto Carlo, figlio di Giovanni re di Boemia.
Dopo la morte del padre (1294) rivendicò la partecipazione all'eredità paterna e governò insieme al fratello maggiore Rodolfo (1313-19). Dopo la morte dell'imperatore Enrico VII il partito lussemburghese oppose l'elezione di L. a quella di Federico III il Bello duca d'Austria. La lotta tra i due pretendenti durò fino al 1322, quando L., nella battaglia decisiva di Mühldorf sull'Inn, sconfisse Federico e lo fece prigioniero. Eliminato il rivale, L. incontrò l'opposizione di papa Giovanni XXII, che aveva avocato a sé il giudizio sulla duplice elezione e che rivendicava alla Chiesa la reggenza dell'Impero per l'Italia nel periodo di vacanza del titolo imperiale. L. non si piegò all'invito del papa di rinunciare al titolo entro tre mesi, rifacendosi anche alle dottrine esposte da Marsilio da Padova (nel Defensor pacis) e da Giovanni di Jandun che, stabilitisi alla corte di L. a Monaco, affermavano l'origine popolare della sovranità imperiale contestando la legittimità del potere temporale dei papi. Scomunicato dal pontefice (1324), L. si appellò contro Giovanni XXII al concilio generale di Sachsenhausen e lo accusò di eresia; il pontefice, a sua volta, dichiarò L. decaduto da ogni diritto all'Impero (1324). In tale situazione L. si accordò con Federico e gli rese la libertà (1325), dietro rinuncia di costui a ogni pretesa alla corona. Scese quindi (1327) in Italia per riconfermare i diritti imperiali sulla penisola. A Milano cinse la corona di re d'Italia, e a Roma (1328) quella imperiale, conferitagli dai rappresentanti del popolo romano. Fece inoltre dichiarare deposto Giovanni XXII e proclamare papa una propria creatura, Pietro da Corvara, con il nome di Niccolò V. Non riuscì tuttavia nell'intento di rendere saldo il proprio dominio nella penisola e quando (1330) ripassò le Alpi, la massima parte dei suoi fautori si era riavvicinata al papa, e lo stesso Niccolò V era stato consegnato dai Pisani a Giovanni XXII. Visto fallire ogni tentativo di spezzare con la forza delle armi l'ostilità del pontefice, tentò la via dell'accordo; ma risultata vana ogni possibilità di compromesso per l'opposizione sia di Giovanni XXII sia del successore Benedetto XII a riconoscergli il diritto alla corona, L. ruppe gl'indugi e fece proclamare (1338) nel Kurverein ("unione elettorale"), di Rense la legittimità della propria come di ogni altra elezione regia, se decisa dalla maggioranza dei principi elettori, senza che vi fosse necessità dell'approvazione pontificia. L. aveva concesso (1324) la marca di Brandeburgo al figlio maggiore Ludovico V, il quale sposò (1342) Margherita Maultasch, erede dei conti del Tirolo. Ludovico stesso, grazie al matrimonio con Margherita d'Olanda (1345), si creò la possibilità di acquistare le contee di Olanda, Zelanda e Frisia. Questo ampliamento dei possessi della sua casata valse però a rendergli ostili gli Asburgo e il re di Boemia e contribuì in modo notevole all'elezione, sollecitata dal papato, di Carlo, figlio di Giovanni re di Boemia (v. Carlo IV di Lussemburgo imperatore), proclamato re nel 1346 da cinque elettori. Nel 1347 L. moriva dopo aver mosso guerra a Carlo senza successo.