Людовик Благочестивый формально обладал полнотой власти в Аквитанском королевстве. Под его руководством прошло несколько государственных собраний (789, 790, 795, 801, 814 гг.). В его распоряжении находился большой королевский домен с дворцами и виллами. У него были собственная канцелярия, казна и монетный двор. Ему подчинялись местные графы, аббаты и так называемые королевские вассалы из числа франков, получившие от императора поместья в Аквитании. До совершеннолетия Людовика Благочестивого королевством управляли регенты и советники, назначенные Карлом Великим, преимущественно клирики. Самыми влиятельными из них считались Бенедикт Аньянский, канцлер пресвитер Элизахар, Клавдий Туринский, Агобард (впоследствии архиепископ Лионский) и Иона (впоследствии епископ Орлеанский), а также библиотекарь Эббон (впоследствии архиепископ Реймсский), сын королевской кормилицы Химильтруды. Под влиянием советников Людовик Благочестивый проводил церковные преобразования: поддерживал монастырскую реформу Бенедикта Аньянского, строил церкви и монастыри, жаловал им земли и даровал привилегии (Астроном называл его «скорее священником, нежели королём»). Иногда по приглашению Карла Великого Людовик Благочестивый посещал двор отца, обсуждал с ним вопросы, связанные с государственным управлением, принимал участие в государственных собраниях. Карл Великий признал налоговую реформу, проведённую сыном, настолько эффективной, что велел начать её в других частях Франкского королевства. В 806 г. император издал эдикт «Divisio regnorum» о распределении королевств и порядке наследования власти; Людовик Благочестивый получил не только Аквитанию и Васконию, но и южную часть современной Франции, которой он управлял до смерти отца. Осознавая важность стратегического положения Аквитании на границе с мусульманской Испанией, Карл Великий побуждал Людовика Благочестивого заниматься дипломатией и участвовать в военных походах, чтобы обезопасить южные рубежи Франкского королевства. В 794 г. Людовик Благочестивый заключил с Альфонсо II, королём Астурии, союз против мавров; в 799 г. после нескольких военных экспедиций овладел Балеарскими островами. В ходе успешных походов в Северо-Восточную Испанию (800–801 гг.) король захватил Барселону и заложил основу будущей Испанской марки. Вскоре он занял Таррагону и разорил земли до Тортозы, хотя сам город ему удалось захватить лишь в 809 г. После жестокого подавления антифранкского мятежа в Памплоне (806 г.) этот город также был включён в Испанскую марку. В 812 г., завершив создание буферной зоны между королевством франков и мусульманскими землями, Людовик Благочестивый провёл заседание королевского совета в Памплоне, на котором была упорядочена система местного управления. Границы Испанской марки с центром в Барселоне, включавшие территорию современной Наварры, Каталонии и части Арагона, стали надёжно защищать Аквитанию от мусульманских вторжений, а христианские правители Испании получали оттуда поддержку в борьбе с маврами. После кончины старших братьев Пипина (810 г.) и Карла (811 г.) Людовик Благочестивый остался единственным законнорождённым сыном Карла Великого.