Naik takhta
Saat memulai memerintah pada tahun 768, Karolus bertahta bersama dengan adiknya Karloman. Karolus mendapatkan wilayah barat dan utara yang berbatasan dengan samudra Atlantik, dan Karloman mendapatkan wilayah timur dan selatan. Akan tetapi mereka tidak akur satu dengan yang lain. Ketegangan mereka membuat kekuatiran akan pecahnya perang di antara mereka, yang hanya berakhir dengan mangkatnya Karloman pada 4 Desember 771.
Pada tahun 771, setelah Karolus mewarisi wilayah adiknya, ia mulai menundukkan selama tiga dekade. Ia mendorong perbatasan kerajaannya ke arah timur dan akhirnya ia menguasai Burgundy, sebagian besar Italia, Alamania, Bavaria dan Thuringia. Di utara ia menguasai Saxony dan Frisia. Di sebelah timur kedua daerah tersebut, ia menciptakan daerah-daerah dengan organisasi militer khusus yang disebut marka. Daerah-daerah itu terbentang dari Laut Baltik sampai ke Adriatik. Untuk pertama kali, sebagian besar Eropa menikmati kepemimpinan yang stabil.
Sampai pada hari Natal tahun 800, Karolus memegang gelar raja kaum Frank. Pada hari suci itu, Paus Leo III menobatkan dia sebagai kaisar kekaisaran Romawi Suci, dan sekali lagi tampaknya Eropa Barat mempunyai seorang kaisar yang mengikuti jejak Konstantinus yang Agung. Sejak saat itu ia menjadi terkenal dengan sebutan Carolus Magnus, "Karolus Agung".
Tentunya Karolus Agung menerima sungguh-sungguh pemikiran bahwa ia telah menjadi kaisar Kristen, karena semua surat-surat keluarnya berbunyi: "Karolus, dengan rahmat Allah, Kaisar Romawi".
Meskipun Karolus Agung sedikit saja terpelajar, di bawah pemerintahannya yang damai terwujud kebangkitan seni dan ilmu yang dikenal sebagai Renaisans Karolingia atau Kebangkitan Karolingia. Kaisar tersebut mensponsori sebuah sekolah istana di ibu kota kekaisaran, Aachen. Alcuin, seorang terpelajar Anglo-Saxon menjadi guru di sana; ia menasihati murid-muridnya: "Waktu berjalan seperti air yang mengalir. Jangan sia-siakan hari-hari belajar dengan bermalas-malasan!" Alcuin menulis buku teks tentang tata bahasa, ejaan, retorika dan logika. Ia juga menulis ulasan-ulasan Injil, dan berpihak pada paham ortodoks dalam berbagai perdebatan teologi.
Kebangkitan Karolingia berhasil memelihara banyak tulisan dunia kuno. Karena para biarawan membuat salinan-salinan karya Latin kuno – beberapa di antaranya terhias dengan cantik – biara-biara pun menjadi "bank kebudayaan". Dalam banyak hal, tanpa jerih-payah para biarawan ini, karya-karya kuno mungkin sudah hilang dari jangkauan kita.
Pada masa kekacauan dan peperangan, pemerintahan Karolus Agung memberi stabilitas politik dan kebudayaan. Dia menjamin bahwa Barat akan memelihara pusaka kuno ini, bahwa kekristenan akan tersebar di kekaisarannya, dan bahwa biara akan mengajar elemen dasar keyakinan itu sendiri. Ia juga memberi Paus perlindungannya.
Akan tetapi, Karolus Agung tidak punya alasan untuk memberikan kuasanya kepada Paus. Apakah ia bukan kaisar Kristen yang loyalitas penuhnya adalah untuk Allah? Sesungguhnya, figur yang luar biasa ini tunduk hanya kepada Dia.
Ketika Karolus Agung wafat pada tahun 814, kekaisarannya sedikit demi sedikit mulai pecah, terbagi-bagi di antara tiga orang putranya, dan perlahan-lahan Paus pun meraup kekuasaan.