En el reino de los francos, la monarquía tenía un poder débil. La figura del mayordomo de palacio (una especie de primer ministro) fue aumentando su influencia. El mayordomo Carlos Martel derrotó a los musulmanes en la Batalla de Poitiers (732) y su hijo Pipino el Breve destronó al último rey franco y se hizo coronar rey (751). Con él comenzó el reinado de la dinastía carolingia. A Pipino le sucedió su hijo Carlos (768).
Para solucionar el problema de legitimidad que tenía por la manera en que había conquistado el poder, esta nueva dinastía buscó el apoyo del papa, que necesitaba ayuda para expulsar a los lombardos de Italia. Carlos conquistó el reino lombardo en el Norte de Italia y, además, dominó a los sajones, bávaros y daneses, que se convirtieron al cristianismo. También puso bajo su dominio una franja de territorio al sur de los Pirineos (Marca Hispánica) a pesar de la derrota sufrida a manos de los vascones en Roncesvalles.
A Carlomagno le sucedió su hijo Luís el Piadoso en el 814 y, a la muerte de éste, el Imperio se surgieron las luchas entre sus tres hijos. Finalmente, en el 843 firmaron la paz en el Tratado de Verdún y repartieron el Imperio: Carlos el Calvo recibió la parte occidental, Luis el Germánico ocupó la parte oriental y, la zona intermedia entre ambos fue para Lotario, que heredó el título de emperador. Cuando Lotario murió en 870, su territorio se dividió entre los otros dos reinos, naciendo así el Reino de Francia y el Sacro Imperio Romano Germánico (futura Alemania).
El día de Navidad del año 800, Carlos fue coronado emperador por el papa en la basílica de San Pedro. Recibió el título de Magno (grande) porque dominaba inmensos territorios en Europa central (las actuales Francia, Bélgica, Holanda, Luxemburgo, Suíza y Austria, además de la mayor parte de Italia, Alemania, Hungría, Croacia, República Checa y Eslovaquia). Así nació el Imperio Carolingio, que vino a restaurar en parte el antiguo Imperio Romano de Occidente y que se ha considerado un predecesor de la Unión Europea.
Carlomagno estableció su capital en Aquisgrán, donde construyó un palacio, del que se conserva la Capilla Palatina. Desde allí, con ayuda de la corte (grupo de personas de su confianza que le aconsejaban), gobernó su imperio, que organizó en condados y marcas. Al frente de los condados situó a condes, mientras que las marcas (territorios fronterizos con mayor presencia militar) eran gobernadas por marqueses. Condes y marqueses eran nombrados por él y debían jurarle fidelidad. Había además missi dominici ("enviados del señor, del rey") que actuaban como una especie de inspectores para controlar que condes y marqueses no cometieran abusos.
La actividad agrícola era la principal fuente de riqueza. El rey entregaba a sus nobles grandes propiedades (feudos). Los campesinos trabajaban las tierras de los nobles o de la Iglesia y estaban sometidos a su autoridad.
Carlomagno favoreció el desarrollo cultural al atraer a su corte a los sabios más importantes de la época. Creó escuelas en los monasterios, donde los monjes copiaban textos antiguos en un nuevo tipo de letra redondeada de más fácil lectura, llamada escritura carolingia. Por ello se denominó a este periodo Renacimiento Carolingio.