Kuzey Galya kökenli saray nazırları Charles Martel (714-741) ve ardından Pépin bölge prenslikleriyle mücadelelerinde başarılı oldularsa da, Merovenj krallarını yok etmeyi bir türlü başaramadılar. Ancak Papa Pépin'in kral olmasının daha akla uygun olduğunu açıkladı. Pépin 751'de Papa tarafından kutsandı. Karolenj hanedanı böylece kuruldu. 756'da Pépin Lombardların elindeki İtalya'ya bir sefer düzenleyerek Papa'ya Orta İtalya kentlerini kazandırmak istedi; böylece papalık devletlerinin temeli atıldı.

Daha sonra Pépin, Aquitania'yı geri aldı. Oğlu Charlemagne bu yayılma politikasını sürdürdü ve 774'te Pavia'nın alınmasından sonra Lombardların kralı oldu. Saksonya'yı Elbe'ye kadar fethetti (772-805), 788'de Bavyera'yı ele geçirdi ve İspanyol Hristiyanlarının çağrısıyla, Roncesvalles yenilgisine rağmen, Barcelona da dahil Doğu Pireneler'in güney bölgelerine kadar egemenliğini genişletti; böylelikle Müslümanlar, Ebro Irmağı'na kadar geriletildi. Bu başarılar Charlemangne'ı Batı Avrupa'nın en büyük hükümdarı yaptı.

25 Aralık 800'de, Vatikan'daki San Pietro Bazilikası'nda Papa'nın elinden imparatorlu tacını giyen Charlemagne, bunu Konstantinopolis'in de tanımasını sağladı. 813'te oğlu I.Louis'ye Aachen'da taç giydirdi. İmparatorluğun genişlemesi 825'e dek sürdü. I.Louis imparatorluk unvanını büyük oğlu Lothar'a vermeye hazırlanıyor, kral naipliklerini de diğer oğullarına vermeyi düşünüyordu. Ne var ki bu düşünce 823'te ileride II.Charles adıyla anılacak dördüncü oğlunun doğumuyla suya düştü. Diğer kardeşler, Charles ile babalarına karşı birleştiler ve aralarında birçok savaş oldu. 840'ta I.Louis istediği çözümü oğullarına kabul ettiremeden öldü ve oğulları 843'te, Verdun'de imparatorluk topraklarını üç krallığa böldüler. İmparator sıfatını önce I.Lothar (840-855), sonra I.Ludwig aldı; ülke toprakları İtalya'yla sınırlı kalırken, diğer tüm bölgelerde Viking akınları baş gösterdi. Vikingleri Sarazenler izledi. Bir diğer sorun da krallık görevlilerinin bağımsızlıklarını ilan etmeleri idi. Bu koşullarda Papalar imparatorluk tacını önce II.Charles'a (875-877), sonra da III.Karl'a (881-887) verdilerse de, imparatorluğun gücü sıfıra inmişti. Sonunda imparatorluk unvanı hiç verilmez oldu. 888, genel bir parçalanma yılıydı ve feodal toplum diye adlandırılan toplum yapısı bu aşamada gelişti; bu, iktidar gücünün derebeylerinin eline geçmesiydi.

İmparatorlukta gerileme dönemi başlarken bir yandan da düşünce ve sanat alanında Charlemagne'ın başlattığı Karolenj Rönesansı gelişmekteydi.