En 814, Louis le Pieux (778-840) succéda à son père. Il fit notamment construire le long des côtes des ouvrages de protection contre les invasions normandes qui se multipliaient depuis le règne de Charlemagne. Les Normands, en particulier les Vikings du Danemark, allaient continuer pendant encore deux siè cles au moins à forcer les côtes des Pays-Bas pour se livrer à des pillages jusque loin dans l'intérieur des terres.

À la mort de Louis le Pieux, l'empire de Charlemagne fut divisé en trois parties entre ses trois fils : au traité de Verdun, signé en 843, Lothaire, l'a îné, qui gardait le titre d'empereur, reçut les territoires intermédiaires, de la mer du Nord à l'Italie centrale, qui comprenaient notamment les Pays-Bas. À la mort de Lothaire, son royaume fut à nouveau divisé entre ses trois fils : les Pays-Bas échurent à Lothaire II, qui reçut la partie septentrionale, la Lotharingie, qui s'étendait de la Frise au Jura. Lothaire II ne laissant pas d'héritier, la Lotharingie fut partagée à sa mort entre Charles le Chauve et Louis le Germanique pour former la Franconie occidentale et la Franconie orientale. En 925, Henri l'Oiseleur, roi de Germanie, imposa son autorité aux seigneurs de Lotharingie, et les Pays-Bas devinrent une partie du Royaume germanique. Officiellement, cet état de fait durera jusqu'en 1648. En dépit de cette annexion, la Lotharingie ne cessa pas de chercher à conquérir son indé pendance.

Sous la féodalité, l'empire germanique subit une profonde modification de la structure sociale. L'empereur exerçait son pouvoir par l'intermédiaire de fidè les vassaux et de dignitaires de l'Église, qu'il remerciait par l'octroi de terres, que ceux-ci divisaient à leur tour en plusieurs fiefs. Au bas de l'é chelle sociale se trouvaient les vilains et les serfs, qui devaient céder la majeure partie de la récolte à leur seigneur. Les vassaux commencèrent à manifester de plus en plus leur indépendance par rapport à l'empire germanique, jetant petit à petit les bases des premiers comtés et, par la suite, de principautés autonomes. Le comté de Hollande apparut dès le XIe siècle. Pendant cette période, appelée " époque seigneuriale " aux Pays-Bas, l'agriculture, le commerce et l'industrie se développèrent. La population augmenta donc dans les villes, et l'administration locale gagna en importance. Les empereurs germaniques essayèrent de rétablir leur autorité, qui s'était effritée du fait de la volonté d'indépendance des comtes et de leurs vassaux, en donnant des pouvoirs temporels à des fidèles dignitaires de l'Église ou des pouvoirs spirituels à des laïcs. Cela donnera lieu à la querelle des investitures qui opposait l'empereur du Saint Empire romain au pape. Cette querelle prit fin en 1122, l'empereur ayant renoncé à faire valoir son influence dans l'investiture des évêques et des abbés. L'autorité de l'empereur s'affaiblit, ce qui accéléra le déclin du Saint Empire romain germanique.