W pierwszej połowie X w. Lotaryngia (nazwa ta wciąż obejmowała całość państwa Lotara II) stała się ostatecznie jednym z księstw Cesarstwa (I Rzeszy). Po buncie księcia Konrada Czerwonego przeciwko cesarzowi Ottonowi I, arcybiskup Kolonii Bruno podzielił w 959 Lotaryngię na dwa księstwa: Lotaryngię Górną (południową) oraz Lotaryngię Dolną (północną). Lotaryngia Dolna obejmowała większość Niderlandów, Fryzję i północną Nadrenię, ale poszczególne regiony zaczęły się usamodzielniać i w końcu XII w. książęta Dolnej Lotaryngii zaczęli się tytułować już tylko książętami Brabancji. W Lotaryngii Górnej (właściwej, która z czasem stała się po prostu Lotaryngią), obejmującej wówczas jeszcze obok dzisiejszej Lotaryngii także obecne Alzację, Luksemburg oraz fragment Nadrenii od połowy XI w. rozpoczęli panowanie książęta z dynastii Châtenois. Stopniowo zasięg władzy książąt górnolotaryńskich topniał (powstało hrabstwo Luksemburga, uniezależniło się arcybiskupstwo Trewiru, lokalni władcy usamodzielniali się w Alzacji);