Les Pippinides (du nom de Pépin), maires du palais austrasiens, ultérieurement connus sous le nom de Carolingiens (du nom de leur ancêtre le plus illustre, Charlemagne) prennent peu à peu le contrôle de l'ensemble du royaume des Francs, avant de détrôner le dernier mérovingien. Soucieux de légitimer leur coup d'État, ils prétendent descendre de Claudebaud, fils du roi mérovingien Clodion et règnent sur l'Europe occidentale du milieu du VIII^ème siècle jusqu'au X^ème siècle.
Charlemagne est couronné empereur des Francs et des Romains en l'an 800 à Rome, mais sa tentative pour restaurer l'Empire romain d'Occident échoue. Il parvient toutefois à étendre le royaume des Francs à toute la Gaule, hormis la Bretagne, et à la majeure partie de la Germanie, de l'Italie et de l'Espagne. Il met en place des réformes majeures de l’éducation et de l’enseignement. La langue latine est désormais quasi exclusivement la langue du clergé tandis que les milieux militaires lui préfèrent le francique qui donnera naissance au roman et tudesque, ancêtres des langues française et allemande.
A la mort de Charlemagne en 814, Louis devint seul roi des Francs et empereur d'Occident. Mais à sa disparition, le traité de Verdun (843) fixe les modalités du partage de l'empire entre ses fils. Le territoire est divisé d'est en ouest en trois royaumes : la partie centrale comprenant Aix-la-Chapelle et Rome, la « Francie orientale » et la « Francie occidentale », où se maintiendra la dynastie carolingienne jusqu'en 987.
La période est marquée par les attaques des Vikings à partir de 753, qui remontent les fleuves et pillent les abbayes et les villes. À la fin du IX^ème siècle, ils portent les dévastations jusqu’au cœur du royaume occidental. Les rois carolingiens, impuissants face à ces invasions normandes et à la menace de peuples venus des steppes (Magyars), demandent leur aide aux chefs de l’aristocratie, ce qui accélère la décomposition de leur pouvoir et l’arrivée des Capétiens.