公元768年，丕平的儿子查理继承王位，他在位47年，对外战争达53次之多，史称“查理曼大帝”。他的文治武功使中世纪的人们称其代表了“基督徒——日耳曼君王的美德”，他所创建的查理曼帝国是与当时的拜占庭和阿拉伯并存的强国之一，几乎囊括了西欧。
这时，继续盘踞波河平原的伦巴第王国，实力已经有所恢复，刚登王位的查理曼在母亲的意见下，与伦巴第的公主订婚，以维持两国的平衡，这场政治婚姻使罗马教会如芒在背，寝食难安。可是查理曼自幼就在父亲的影响下，对基督教的信仰十分虔诚，奥古斯丁的《上帝之城》是他最钟情的一本书。不出一年，查理曼就解除了和伦巴第公主的婚约，继续推行父亲“与罗马保持友好关系”的政策。很快，法兰克、伦巴第与罗马教会的关系再度被打破，伦巴第人攻占了拉文那的教会领地，并进逼罗马。查理曼的反应更迅疾，774年，法兰克大军攻克伦巴第首都帕维亚，直接将这个日耳曼国家灭亡了。
伦巴第人最后一个走出日耳曼的丛林，在意大利北部横行两百年之后，终被日耳曼族人所消灭，伦巴第人被纳入查理曼帝国的版图中，成为今天北部意大利人的祖先之一，这里在后来仍被称作伦巴第。
查理曼的慷慨出兵，使罗马教会逐渐摆脱了对拜占庭的臣属关系，在西欧地区寻找一位虔诚的庇护者，更符合教会的利益，这位年轻人似乎比他父亲做的还要更好。而查理曼也希望通过教会以提升自己的神圣地位，他还自称是“罗马教会最虔诚的儿子”，双方各取所需，不谋而合。于是，下面这一幕的出现就不足为奇了。
公元800年圣诞节这一天，罗马的圣彼得大教堂内，查理曼正虔诚的跪在祭坛前祈祷。教皇利奥三世早有准备，突然将一顶罗马帝国的皇冠戴在查理曼的脑袋上。周围的信徒齐声高喊：“上帝加冕的虔诚的奥古斯都，伟大的爱好和平的凯撒万岁！”就是以这种令人意想不到而又意料之中的方式，查理曼被罗马教会授予了皇帝的身份，西罗马帝国灭亡了三百多年后，西欧地区一个新的帝国诞生了。
其实查理曼对自己是否称帝心存疑虑，毕竟他要考虑到与拜占庭帝国的的关系，更何况，此刻他还正在与东部进行联姻的谈判。而据说在被授予皇权之后，查理曼曾说道：“如果我预先知道将要发生的事，那天就不会走进教堂里，即使是圣诞节这样的大节日。”但是不管怎么说，查理曼对教会的授予没有做任何推脱，必经这一刻也是其早就有了思想准备的。从称帝的这一天开始，地中海东西两端，又并存了两个都自称古罗马国合法继承人的帝国。12年后，在查理曼主动放弃亚德里亚海沿岸的一些领地后，拜占庭才勉强承认查理曼的合法地位。
历史证明，查理曼不愧为一代大帝，他虽然自身文化程度不高，但是却大力扶植文化的复兴，使西欧地区在民族大迁徙的迷失中，得以感受到一丝古罗马的熹微光芒。查理曼47年的皇帝生涯，战功卓著，大大促进了基督教信仰在西欧地区的普及。查理曼手中佩剑名为“茹瓦斯”，据说在锻造过程中，融入了一些刺入耶稣身体的那根铁矛的一部分，所以它所到之处，战无不胜。查理曼还制定法律，要求人们把劳动所得的十分之一献给教会，即所谓的“什一税”，这项政策通过帝国的行政体系逐级推广，成为西欧地区的一项重要的宗教传统，教会的腰包开始一天比一天鼓了起来。
同时，查理曼对罗马也有自己的要求，每一位新当选的教皇在正式上任之前必须要第一时间向其禀报，其实这是以前拜占庭皇帝的特权。查理曼帝国涵盖高卢全境，西班牙东北部，意大利中北部，巴伐利亚和尼德兰低地，而他对德意志北部萨克逊人持续30年的征服，值得一书。