Un hijo de Pipino, Carlos, conocido en la historia como Carlomagno, fue quien completó la expansión del imperio franco y consolidó la Europa medieval.
Carlomagno mantuvo bajo su dominio a los alamanes y a las regiones de Turingia y Baviera. Terminó de vencer a los lombardos de Italia, de cuya corona de hierro se apoderó, y venció a los sajones germanos. También desalojó a los musulmanes de la región de los Pirineos.
Carlomagno hizo que la organización política interna de su imperio alcanzara un alto grado de eficiencia; para lograrlo nombró condes en cada zona y organizó delegaciones o misiones anuales, cada una constituida por un conde y un obispo que iban de un lugar a otro en gira de inspección para poner en orden las cosas en nombre de Carlomagno.
Este procedimiento dio como resultado una nueva reforma en la iglesia de los francos. Carlomagno también prestó atención a la educación, cuya condición era deplorable.
Carlomagno fue a Italia a fines del año 800, pues el papa León III se encontraba en serias dificultades con algunos de sus enemigos personales. Carlomagno investigó el caso y puso de nuevo a León en su trono papal de la ciudad de Roma.
El rey y su séquito, junto con el papa y su comitiva, asistieron el día de Navidad a un servicio religioso en la antigua iglesia que ocupaba el terreno donde está ahora la catedral de San Pedro.
Cuando terminó el servicio religioso el papa se acercó a Carlomagno, que estaba arrodillado, le colocó una diadema en la cabeza y lo declaró Carlos Augusto, emperador de los romanos. Se duda de que Carlomagno hubiera hecho planes para que eso sucediera; pero sí es muy probable que estuviera pensando en el momento de tomar dicho título.
Habían transcurrido 324 años desde que el último rey occidental había lucido el título de emperador de los romanos.
Desde el año 800 hubo casi sin interrupción un emperador romano, por lo menos nominalmente, hasta que Napoleón depuso el último en 1806. Sin embargo, existían en realidad dos imperios, eloriental y el occidental, y no dos partes de un imperio como había sido anteriormente.
