Zur Zeit seiner Thronesteigung hatte ARNOLF nur zwei außereheliche Söhne, Zwentibold, so genannt nachs einem Taufpaten, dem Mährer-Herzog Zwentibald, und Ratold. Auf eine Reichsversammlung zu Forchheim 889 stellte er die Forderung, daß auch die Franken, wie schon die ihm nächststeheneden Bayern es getan hatten, sich eidlich verpflichten sollten, seinen beiden außerehelichen Söhnen das Recht der Nachfolge im Reich einzuräumen. Eine ungewöhnliche und staatsrechtlich bedenkliche Forderung, die, das Erbrecht durchbrechend, Bastarden das gleiche Thronrecht wie ehelichen Söhnen zu sichern strebte. ARNOLFS Forderung stieß bei den Franken zuerst auf Widerstand; endlich gaben auch die Widerstrebenden dem Verlangen des Königs nach und verpflichteten sich dazu durch Handschlag, doch unter dem Vorbehalt, daß sie seine außerehelichen Söhne als Nachfolger anerkennen würden, wenn er von seiner rechtmäßigen Gemahlin keinen Sohn mehr gewinnen würde. Als vier Jahre später (893) dem König ein ehelicher Sohn geboren wurde, war diese Verpflichtung hinfällig. ARNOLFS Vaterliebe trachtete nun zunächst den einen seiner außerehelichen Söhne wie einen Königssohn auszustatten.
Einen Teil der Lehen Alberichs verlieh ARNOLF seinem Sohn Zwentibold, ein erster Schritt, um diesen in Lothringen heimisch zu machen. Ein Versuch auf dem Reichstag zu Worms (894), Zwentibold zum König von Lothringen zu bestellen, scheiterte am Widerstand der lothringischen Großen. Er glückte erst im nächsten Jahre. Auf demselben Wormser Reichstag, auf dem auch das Königtum Odos wieder anerkannt wurde, ward Zwentibold "unter Zustimmung aller Großen" im Beisein König Odos zum König von Lothringen erhoben und gesalbt. Es war ein verhängnisvoller Schritt, nur geeignet, das Interesse des deutschen Reichs zu schädigen, dessen Einheit zu zerreißen. Zwentibolds Königtum war ein völlig selbständiges.
Die größten Sorgen bereitete dem siechen Kaiser sein Sohn Zwentibold, der König von Lothringen. Zwentibold, ein wüster, roher Geselle, heftig und zügellos, als Prinz wohl ein verzogenes Muttersöhnchen, hatte in kurzer Frist alles getan, das ohnehin unbotmäßige Land vollständig zu zerrütten. Kaum zum König bestellt, griff er auch schon eigenmächtig in die westfränkischen Händel ein. Obwohl sein Vater eben erst wieder Odo anerkannt hatte, schloß er mit Karl ein Bündnis und zog ihm zu Hilfe. "Begierig, die Grenzen seines Reichs zu erweitern", rückte er in Westfrancien ein und belagerte Laon (895). Karls Partei suchte eine Verständigung mit Odo, und Zwentibold mußte trachten, wieder aus dem Lande zu kommen. Im nächsten Jahr nahm er Karl als Flüchtling bei sich auf, fiel, weil Fulco sich Odo unterworfen hatte, über die in Lothringen gelegenen Güter der Kirche von Reims her und verteilte sie unter seinen Mannen. Bald überwarf er sich mit den mächtigsten seiner Großen, unter diesen auch mit Graf Odakar, der ihm bisher nahe gestanden war, und seinen Erzkanzler, dem Erzbischof Ratbod von Trier. Er nahm ihnen ihre Lehen und gab sie an andere, für sich selbst behielt er zwei Klöster, den Erzkanzler entsetzte er seines Amtes. Der Hader war bereits so bedenklich, daß ARNOLF selbst vermitteln mußte; auf einem Reichstag zu Worms (897) brachte er eine Aussöhnung zu stande. Noch war kein Jahr verstrichen, so geriet Zwentibold wieder mit dem Grafen Reginar, seinem vertrautesten Ratgeber und dem mächtigsten Großen seines Reiches - "man weiß nicht, aus welchem Anlaß", bemerkt Regino - in Streit. Er zog dessen Lehen und Erbgüter ein und befahl ihm, innerhalb 14 Tagen sein Reich zu verlassen. Reginar, ein ebenso tapferer als verschlagener Mann, nahm den Kampf auf. Mit Odakar und anderen, die sich ihm anschlossen, warf er sich in die starke Feste Doveren (nordwestlich Herzogenbusch). Zwentibold rückte mit einem Heerhaufen vor dieselbe, doch er vermochte die durch Sümpfe und Überschwemmungen der Maas unzugängliche Burg nicht zu erobern. Nach seinem Abzug eilten Reginar und Odakar ins Westreich und leisteten Karl die Huldigung; ländergierig wie sein Großvater, nur beschränkteren Geistes, war Karl leicht zu bewegen, in Lothringen einzubrechen. Zwentibold, durch den ganz unerwarteten Einfall überrascht, flüchtete mit kleinem Gefolge über die Maas, ungehindert drang Karl bis Aachen und Nimwegen vor. Bischof Franco von Lüttich führte  seinem König seine Mannschaften zu, der Adel jener Gegenden sammelte sich um ihn, Zwentibold war aus seiner verzweifelten Lage gerettet. Mit frischem Mut rückte er Karl. der in Nimwegen wieder umgekehrt war, entgegen. In der Gegend von Prüm standen sich im Oktober 898 die beiden Heere gegenüber. Doch es kam nicht zum Schlagen, Karl hatte vons einem Großvater auch den Abscheu vor blanken Schwertern geerbt. Unterhandlungen wurden angeknüpft und ein Präliminarfriede geschlossen, Karl zog heimwärts.
In St. Goar trafen im nächsten Jahre Bevollmächtige des deutschen und westfränkischen Königs zusammen, um einen definitiven Frieden zwischen Karl und Zwentibold abzuschließen. "Was bei dieser Zusammenkunft geheim in Abwesenheit des Königs abgemacht wurde, hat später der Verlauf der Dinge klarst gezeigt", fügt Regino bei; es scheinen schon damals Verabredungen getroffen worden zu sein, Zwentibold zu stürzen. Sein gewalttätiges Gebaren drängte zu diesem Plan. Nochmals rückte er jetzt vor Doveren, trotz aller Anstrengungen gelang es ihm auch diesmal nicht, die Feste zu nehmen. Nun heischte er von den Bischöfen, daß sie Reginar und Odakar mit dem Kirchenbann belegten. Als diese sich weigerten, brach er in Drohungen, Vorwürfe und Schimpfreden aus, er ließ sich von seinem Jähzorn so weit fortreißen, daß er dem Erzbischof Ratbod von Trier mit einem Stock einen Hieb auf das Haupt versetzte. Abermals mußte er mit Schimpf und Schande abziehen.
Der Zweispalt zwischen König Zwentibold und seinen Großen war ein unheilbarer geworden "wegen der fortdauernden Plünderungen und Beraubungen und weil er, die Reichsgeschäfte mit Weibern und niedrig geborenen Leuten besorgte, alle besseren und edleren Männer zurückstieß und sie ihrer Lehen und Würden beraubte, wodurch er allen verhaßt wurde". Auch mit der Geistlichkeit hatte er sich vollständig überworfen; diese konnte ihm die rohe Mißhandlung des Trierer Erzbischofs nicht vergessen, sie beschwerte sich über die Gewalttätigen Angriffe auf das Kirchengut. Allgemein klagte man über sein "wüstes Treiben". In seinem Vater hatte er die letzte Stütze verloren. Die Lothringer schüttelten sein Regiment ab, sie riefen den deutschen König ins Land. as königliche Kind wurde nach Lothrinmgen gebracht, in Diedenhofen huldigten ihm die Bischöfe und Großen. Zwentibold begann nun im ande zu wüten; mit aufgelesenem Gesindel brandschatzte er die Städte und das offene Land "in dem Wahne, daß er die Abgefallenen, welche wegen seiner Rohheit und seiner greulichen Schlechtigkeit ihn verlassen hatten, dadurch, daß er ihnen noch Greulicheres und Schlechteres zufügte, zu sich zurückgewinnen könne". In einem Gefecht mit den Aufständischen an der Maas wurde er am 13. August 900 erschlagen. Seine Leiche wurde im Frauenkloster Süsteren bestattet. Er hinterließ nur zwei Töchter, die dann nacheinander Äbtissinnen von Süsteren wurden; seine Witwe Oda vermählte sich noch im selben Jahr mit Gerard, einem der Grafen, die ihrem Gemahl im letzten Gefecht gegenübergestanden waren. Zwentibold aber war es noch beschieden, was er sich nie hätte träumen lassen, als - Heiliger zu figurieren; in Süsteren zeigte man in späterer Zeit das Haupt "des heiligen König Zwentibold", seine seidenen, mit Gold und Edelsteinen geschmückten Gewänder von roter und grüner Farbe und namentlich einem wundertätigen Zahn, der "unzählige Menschen in wunderbarer Weise vom Zahnschmerz befreite", als kostbare Reliquien.