С 5 июня 1806 по 1 июля 1810 года — король вассального по отношению к Французской империи королевства Голландия под именем Людовика I (нидерл. Lodewijk I van Holland). Был достаточно популярным среди голландцев, помогал народу во время наводнений, учил нидерландский язык, хотя говорил с забавными ошибками (так, свой титул он выговаривал как нидерл. Konijn van 'Olland — «олландский кролик»). В 1808 году основал Королевский институт наук, литературы и изящных искусств (ныне Королевская Нидерландская академия наук). В 1810 году по распоряжению брата отрёкся от престола в пользу малолетнего сына, а ещё через четыре дня территория голландского королевства была аннексирована Францией.
Взамен Людовик получил от брата титул графа де Сен-Лё (comte de Saint-Leu) и стал правителем великого герцогства Клеве-Юлих-Берг, главой которого формально был его сын.
4 января 1802 года женился на Гортензии Богарне, падчерице Наполеона (дочери императрицы Жозефины от первого брака). Брак был заключён по приказу императора, а сами супруги не испытывали друг к другу нежных чувств; после изгнания из Голландии они разошлись. У них родилось три сына:
- Наполеон Луи Шарль (1802—1807);
- Наполеон Луи (1804—1831), король Голландии Людовик II, носил также титул великого герцога Клеве-Бергского;
- Шарль Луи Наполеон (1808—1873) стал президентом Французской республики, а затем — императором под именем Наполеона III.
Впоследствии у Гортензии родился ещё один (внебрачный) ребёнок — Шарль де Морни. По некоторым данным, и Наполеон III мог быть сыном не Людовика Бонапарта.
