Deuxième fils de Louis XIV et de Madame de Montespan. Son prénom lui fut donné en l’honneur de Jules César, tout comme son frère aîné Louis-Auguste de Bourbon qui avait été prénommé d’après Auguste et, plus tard, Louis-Alexandre de Bourbon qui portera le prénom d’Alexandre le Grand.
Louis César est né au château du Génitoy à Bussy-Saint-Georges [1] à une époque où la cour était endeuillé par le décès de la princesse Marie-Thérèse de France survenu en mars 1672.
Louis César a grandi avec son frère aîné Louis-Auguste et est élevé aux bons soins de Madame Scarron dans une maison de la rue Vaugirard à Paris [2] que le roi avait spécialement achetée pour ses enfants illégitimes. L’année suivante, alors que son père était en tournée militaire à Tournai [3], il a été rejoint par une sœur, Louise Françoise de Bourbon née en juin 1673.
Le 19 cécembre 1673, par lettres patentes du Parlement de Paris, Louis XIV reconnaît officiellement les enfants illégitimes qu’il avait eu avec Madame de Montespan, ce qui a pour conséquence d’en faire les enfants légitimes de la France. Avec cette légitimation, Louis César reçu le titre de comte de Vexin, un titre ancien datant du 10ème siècle. Son frère est quant à lui devenu duc du Maine et sa sœur, Mademoiselle de Nantes.
Dès son plus jeune âge, Louis-César avait une colonne vertébrale tordue ce qui le faisait boiter, et il avait en outre une épaule plus haute que l’autre ce qui ne facilitait pas ses déplacement. Son père, qui l’adorait, destinait l’enfant à l’église et il lui décerna le titre d’abbé de Saint-Denis, la cathédrale royale de Saint-Denis étant le lieu d’inhumation traditionnel des rois de France depuis le 7ème siècle. Malgré ce titre, il était trop jeune pour exercer cette fonction et est donc resté à la cour sous la garde de Madame de Maintenon.
En 1674, une autre sœur a rejoint la famille, Louise Marie Anne , née en novembre 1674 et qui devint Mademoiselle de Tours après sa légitimation en 1676. Pendant ce temps, les médecins de la cour tentaient d’améliorer l’état de santé de Louis-César avec des traitements très douloureux, mais cela eut surtout pour conséquence que l’état général de l’enfant s’aggrava après 1675. Il était surveillé par sa mère et sa tante maternelle, la marquise de Thianges Gabrielle de Rochechouart de Mortemart .
Par la suite, il fut rejoint par deux autres frères et sœurs, Françoise-Marie de Bourbon née en 1677 et Louis Alexandre de Bourbon ne en juin 1678.
À cette époque, sa mère semblait impliquée dans l’Affaire des Poisons [4] ce qui lui fit perdre les faveurs du roi qui chercha réconfort avec une autre maîtresse, Angélique de Fontanges . Madame de Montespan passa alors de plus en plus de temps avec son fils qui, depuis 1678, compte tenu de son mauvais état de santé, était souvent cloué au lit pendant plusieurs jours dans la résidence privée de sa mère au château de Clagny [5] à Versailles.
Louis César est mort à Paris en 1683 à l’âge de 10 ans et il fut enterré à l’Abbaye de Saint-Germain-des-Prés [6].