查理又一次越过比利牛斯山远征西班牙，终于吞并了山南广大地域，并任命一个儿子为该地总督。
查理一生发动侵略战争时间最长的一次，是对北方撒克逊人的征服。他以传播基督教为借口，从公元772年起，先后发动8次进攻，时间长达33年，最终征服了撒克逊人，使之成为法兰克国的臣民。
在几十年的征战之后，查理的王国已经扩大到了相当于今天的法国、瑞士、荷兰、比利时、奥地利以及德国、意大利的大部分地区，成为当时西欧空前强大的国家。而随着版图的日益扩张，查理对国王的称号已经不再满足了。
教皇立奥三世看到查理势力强大，也为便于和查理共同控制西欧，于是，就为查理举行了加冕，称他为“罗马人皇帝”。查理欣然接受，并正式称为皇帝。从此，法兰克王国成为“查理帝国”，查理国王成了“查理大帝”。他把自己的帝国当作了古代罗马帝国的继续。
查理登极之时，法兰克王国主要包括今日的法国、比利时和瑞士以及今日荷兰和德国的许多地区。查理不失时机地开展领土扩张。他在位46年中，先后发动了55次征服战争，迫使许多各不相同的部落和部族服从他的统治。法兰克王国的版图在他手里扩大了整整一倍，囊括了现今的德国、法国、荷兰、比利时、奥地利、意大利和部分西班牙的领土。
由于查理许多次战争的胜利，成功地使西欧大部分地区都归属于他的统一领导之下。自从罗马帝国衰亡以来，欧洲还没有这么广阔的领土被一个国家控制过。
在整个统治期间，查理一直坚持与罗马教皇保持密切的政治联盟。但是在查理在世期间，人们显然可以看出，总是处于支配地位的伙伴是查理而不是教皇。公元800年圣诞节，教皇利奥三世把一顶皇冠戴在查理的头上，宣布他为罗马皇帝。教皇高声宣布：“上帝为查理皇帝加冕!这位伟大的、给世界带来和平的罗马人的皇帝，万寿无疆和永远胜利。”接着，罗马的贵族们开始高声赞颂那历史性的诗文：“奥古斯都•查理!承上帝之命戴上金冠!天佑我罗马人的皇帝，赐予他和平、胜利!”教堂内欢声雷动，欢呼查理成为古罗马帝国的继承人和基督教世界的保护者。
从此，“法兰克王国”变成了“查理帝国”；“查理国王”变成了“查理曼”，“曼”就是大帝的意思。从主要方面来讲，这意味着在三个多世纪前被毁灭的西罗马帝国正在复辟，查理曼现在成了奥古斯都•恺撒的合法继承人。
