Koning der Franken
Karel was een zoon van de Frankische vorst Pepijn de Korte en diens gemalin Bertrada van Laon. Het is onbekend wanneer en waar hij precies geboren is. In 768 volgde hij samen met zijn broer Karloman zijn vader op als koning der Franken. De twee broers waren aanhoudend met elkaar in conflict. Na Karlomans dood in 771 werd Karel alleenheerser over een rijk dat ruwweg het huidige Noord-Frankrijk, Oost- en Zuid-Nederland, België, Luxemburg en het Rijnland besloeg.

Volkeren onderworpen
Om het Frankische rijk te beschermen ondernam Karel meer dan vijftig veldtochten tegen diverse volkeren. Van 772 tot 776 voerde hij succesvol strijd tegen de Longobarden, waardoor hij de Lombardische kroon verwierf. Karel zegevierde over de Saksen na een strijd van meer dan dertig jaar. Zij werden op zeer gewelddadige wijze onderworpen. Daarbij dwong Karel de Saksen de christelijke godsdienst aan te nemen. De naar het noorden oprukkende moslimlegers sneed Karel in 778 de pas af bezuiden de Pyreneeën bij Saragossa. Het rebellerende Beieren onderwierp hij in 787. Aan de oostgrens van zijn rijk voerde hij oorlog met de Slaven en de Avaren, die hij in 799 wist terug te dringen. Rond 800 was hij meester over een gebied dat ongeveer de Benelux, Frankrijk, Noord- en Midden-Italië, Zwitserland, Oostenrijk, Tsjechië en West-Duitsland besloeg.

Kroning tot keizer
Karel beschouwde zichzelf als erfgenaam van de Romeinse keizers maar ook als loyale zoon van de Kerk. Daarom werkte hij nauw samen met paus en bisschoppen. Hij wist paus Leo III ertoe te bewegen hem tot keizer te kronen van een rijk dat hij beschouwde als de voortzetting van het in 476 ondergegane West-Romeinse Rijk. De kroningsplechtigheid vond plaats op het Kerstfeest van het jaar 800 in de Vaticaanse Sint-Pietersbasiliek. Met het verschaffen van de keizerskroon erkende de paus Karel als wereldlijk leider van de christelijke wereld en als beschermer van de Kerk. Vanaf die tijd stond de westerse beschaving onder een tweevoudig hoofd: een geestelijk (paus) en een wereldlijk (keizer). Dit in tegenstelling tot Byzantium, waar sprake was van Cesaropapisme.

Beschaver
Karel raakte ervan overtuigd dat een stabiel rijk niet alleen op geweld kan berusten. Net als Constantijn de Grote gebruikte hij de christelijke godsdienst om de verschillende volkeren tot eenheid te brengen. In dit streven naar eenheid wordt Karel beschouwd als de grote beschaver, omdat hij onderwijs beschouwde als het krachtigste middel tot kerstening.

Karolingische Renaissance
Vergeleken met het door Karel bewonderde Oost-Romeinse Rijk was het culturele peil in zijn eigen rijk zeer laag. Naar het voorbeeld van de Byzantijnse keizers liet Karel zich omgeven met geestelijken en geleerden. De bekendste waren Paulus Diaconus, Paulinus van Aquilea en Alcuinus. De laatste was Karels voornaamste helper in het beschavingswerk. Alcuinus blies de bestaande Schola Palatina (hofscholen) nieuw leven in. Ook werden overal in het rijk kapittel-, klooster- en parochiescholen opgericht. Voor alle clerici werd een fatsoenlijke vorming verplicht gesteld. Door dit culturele proces werd de Frankische cultuur gelatiniseerd. Men spreekt hier van de Karolingische Renaissance: in het hele rijk stimuleerde Karel de herontdekking en verdere verspreiding van de door de Kerk bewaarde antieke cultuur. Half-vergane manuscripten werden efficiënt gekopieerd in een nieuwe letter, de karolingische minuscuul.  

Feodaliteit
Als wetgever was Karel van groot belang voor de ontwikkeling van Europa. Hij probeerde zo veel mogelijk de eigen rechtstradities van de verschillende Germaanse en Romaanse volkeren te respecteren. Zo liet hij wetten voor iedere afzonderlijke stam optekenen. Ook verdeelde hij zijn rijk in bestuursterritoria (gouwen), waarover hij edelen als koninklijke gouverneurs (vazallen) aanstelde. Feodaliteit, zoals deze maatschappelijke ordening heet, bleef tot aan de Franse Revolutie bestaan.

Rijksdagen
Karel riep geregeld Rijksdagen bijeen, waar alle wereldlijke en kerkelijke deelheersers van zijn rijk op één plek moesten komen opdagen. Op deze congressen deelde hij zijn besluiten mede en werden wetten en voorschriften uitgevaardigd. Deze bepalingen (Capitularia) betroffen niet alleen wereldlijke maar ook geestelijke aangelegenheden. De scheiding van kerk en staat was in die tijd nog ondenkbaar. Hoewel hij de paus als het geestelijk hoofd van de christenheid beschouwde, bemoeide hij zich met theologische en liturgische kwesties, zoals het Filioque en de Beeldenstrijd.

Drieslagstelsel
Karels grootste economische prestatie is de invoering van het zogeheten drieslagstelsel. Bij deze door de abdijen ontwikkelde landbouwmethode werden de akkergronden in drie stukken verdeeld in plaats van twee, zoals daarvoor gebruikelijk was. Op een stuk grond werden het ene jaar wintergranen (tarwe of rogge) verbouwd, het jaar erna zomergranen (gerst of haver) en het derde jaar lag het braak. De andere twee stukken grond volgden met steeds een jaar verschil, opdat ieder stuk om de twee jaar gelegenheid kreeg tot herstel. De kans op misoogsten werd daardoor aanzienlijk kleiner. 

Dood
Karel was ondanks zijn wrede natuur en polygame levensstijl een vroom christen. Hij stierf op 28 januari in zijn residentie te Aken. Hij werd begraven in de door hem gebouwde Paltskapel, de huidige Dom van Aken. Na zijn dood ontstonden tal van legendes en sages waarin hij als een held bezongen wordt. Deze verhalen zijn onder meer terechtgekomen in het beroemde Roelantslied, Karel ende Elegast en de Karelromans.

Heilige
Karel de Grote werd in 1165 op last van keizer Frederik Barbarossa heilig verklaard door de aartsbisschop van Keulen. De naar Frankrijk uitgeweken paus Alexander III weigerde deze canonisatie echter te bekrachtigen; tegenpaus Paschalis III deed dat wel. De Rooms-Katholieke Kerk erkent Karel niet officieel als heilige. Wel wordt toegestaan dat hij in Aken en omgeving als zalige wordt vereerd.