В ответ на просьбу папы Адриана I в 774 г. Карл Великий начал новую войну с лангобардами. На этот раз самостоятельность их королевства в Италии была ликвидирована, а Карл Великий принял титул короля лангобардов. На Рождество 800 г. в соборе Св. Петра в Риме папа Лев III короновал Карла Великого в качестве императора. «Лоршские анналы» в оправдание этого акта ссылаются на то, что в империи, под которой подразумевалась Византия, в это время правила женщина — императрица Ирина. Биограф Карла Великого Эйнгард, однако, утверждает, что Карл не хотел и не собирался становиться императором, и инициатива коронации исходила от понтифика. Одни историки рассматривают это утверждение в качестве литературного топоса, рисующего образ идеального правителя, не стремящегося к власти. Другие полагают, что так могло случиться в действительности. Идея «восстановленной» Римской империи имела долгую судьбу и сыграла огромную роль в политической истории Европы. Между тем, возможно, ничего подобного Карл и не задумывал, а мотивом означенного символического акта послужило желание папы Льва III заручиться могущественным союзником перед рядами римских магнатов. Завоевание Италии и поддержка папства вели к столкновению с Византией. В этих условиях Карл Великий искал новых союзников и даже завязал отношения с Аббасидским халифатом в Багдаде. Впрочем, византийцы признали императорский титул Карла Великого в 812 г.
В правление Карла Мартелла, Пипина Короткого и Карла Великого под властью Каролингов оказались огромные территории, но форма управления, унаследованная от Меровингского королевства, очевидно, переменилась мало. Нововведением в государственном управлении исследователи называют появление missi dominici, «посланных от государя», но что представляли собой их «отчеты» и имели ли они место, мы точно не знаем. Рост числа капитуляриев со времени Пипина Короткого показывает возрастание роли письменной документации в делах управления; капитулярии франкских королей — весьма разнородные документы, составленные по самым разным поводам. Размеры государства вступали в противоречие с физическими возможностями одного правителя. По подсчетам историков, за двенадцать месяцев в 786–787 гг. Карл Великий проехал свыше 3,5 тыс. километров. Подарок багдадского халифа слон Абу-аль-Аббас вскоре умер, возможно, именно из-за кочевой жизни императора франков. В то же время Карл Великий предпринимает строительство подлинной столицы государства. Таким символическим центром империи и главной резиденцией императора стал Ахен, расположенный в сердце старинных франкских земель.
За несколько месяцев до смерти Карл Великий сам короновал императорской короной своего сына Людовика (814–840) в Ахене в 813 г., а через три года тот был вторично коронован в качестве императора в Реймсе папой римским Стефаном IV. Этот жест, означавший фактическое признание за римскими папами права короновать императоров, положил начало традиции, существовавшей в Средние века.
Новый император окружил себя людьми церкви, и в истории за ним закрепилось прозвище «Благочестивый». Это вопрос не только личной религиозности нового правителя, но и определенных политических предпочтений. Властитель Франкского государства больше не являлся только королем франков. Христианство послужило объединяющим фактором и идеологией государства, ставшего многонациональной империей. До сих пор война была главным организующим принципом правящего слоя Франкского государства, а сам этот слой — военным классом. Порицая войну и насилие, Людовик Благочестивый стремился направить франков на путь мира и христианских идеалов, видя себя исполнителем божественного промысла. Эти идеи вступали в противоречие с традициями наследования королевской власти в державе. Людовик был единственным наследником своего отца Карла Великого, но у него самого имелось три сына, отсюда его обеспокоенность сохранением единства империи. В глазах Людовика оно равнялось необходимому единству христианского мира на пути к спасению. Основные политические события времени его царствования были связаны с борьбой за определение порядка наследования государственной власти.
Возможно, Людовик Благочестивый жил с ощущением близкой гибели. В Страстной четверг 817 г. на выходе из храма в Ахене он едва не погиб под обломками рухнувшей галереи. Документ, обсужденный и одобренный представительным собранием франкской знати в Ахене несколько месяцев спустя под названием «Ordinatio imperii», определял порядок раздела наследства императора Людовика на случай его внезапной смерти. Согласно этому документу, младшим детям Пипину и Людовику должны были отойти Аквитания и Бавария — периферийные регионы, в любом случае остававшиеся автономными политическими образованиями. Ядро государства, включая старинные земли франков, оставалось неделимым и вместе с императорским титулом и верховной властью переходило к старшему сыну Людовика Благочестивого Лотарю. В целом, перед нами программа скорее упорядочения и организации, чем раздела страны.