Benché storici e cronisti dell'epoca siano concordi nel definire deplorevole la vita privata di Carlomagno, segnata dal ripudio di due mogli, da numerosi episodi di concubinato e da un clima di corte decisamente scostumato, il suo biografo Eginardo ci informa che il sovrano teneva molto all'esatta osservanza dei riti liturgici che faceva celebrare, specialmente nella sua capitale Aquisgrana, con sontuoso decoro.

Ma non è questo il solo merito, agli occhi della Chiesa, del figlio di Pipino il Breve che, nato nel 724, ascese al trono all'età di 24 anni, dopo la morte del padre. Tre anni dopo, con la morte anche del fratello, Carlo unificò il regno e ben presto manifestò un notevole interesse anche per la penisola italiana, verso la quale ebbe presto occasione di spingersi quando nel 774 il papa Adriano I chiede il suo aiuto per liberarsi di Desiderio, re dei Longobardi.

Ottenuto dal papa il titolo di re dei Longobardi in cambio di una cospicua donazione di terreni, negli anni successivi Carlo si diede a una serie di guerre che alla pura e semplice conquista affiancarono una intensa opera di evangelizzazione. Fu così con i Sassoni (e chi non accettò la nuova fede fu massacrato a Werden) e con i territori della marca Spagnola, dove però conobbe, a Roncisvalle, una pesante sconfitta. Curiosamente, questo rovescio sarà a posteriori celebrato, grazie anche all'epica delle chansons de gestes, come una delle imprese destinate a ingigantire la fama di Carlo come paladino della cristianità, tanto che Urbano II, durante il Concilio di Clermont del 1095, esaltò la sua memoria definendolo "il primo dei Crociati".

Negli anni successivi, durante i quali scese per due volte a Roma, i legami di Carlo con la Santa Sede andarono intensificandosi, e attraverso l'istituzione dei missi carolingi egli s'inserì sempre più a fondo nella vita di Roma, fino ad ottenere la consacrazione a re d'Italia.

Come re d'Italia, fu spinto a occuparsi del patrimonio temporale della Chiesa, ma non trascurò il suo ruolo di riformatore, continuando l'opera che Pipino il Breve aveva iniziato in concorso con S. Bonifacio. Nel 779 promulgò un capitolare sui beni della Chiesa e i diritti vescovili, e accentuò la sua azione riformatrice sotto l'impulso dei chierici e dei proceres ecclesiastici e, soprattutto, di Alcuino e di Teodulfo d'Orleans.

Secondo la concezione religiosa di Carlomagno, il bisogno più urgente era quello di ricondurre il popolo di Dio sulle vie del Signore: nacque da qui (e dalla necessità di avere una classe di amministratori per il nascente impero) la riorganizzazione del sistema degli studi che lo farà indicare, dopo la canonizzazione, come patrono degli scolari.

Al Concilio di Francoforte del 794, del quale fu promotore, Carlo si conquistò definitivamente il ruolo di paladino della cristianità e guardiano della fede: non a caso, i testi relativi alla disputa sulle immagini, benché redatti da Alcuino o da Teodulfo, portano ancora oggi il nome di Libri Carolini. L'incoronazione ad imperatore del sacro Romano Impero, avvenuta la notte di Natale dell'800, non fu che il coronamento d'una politica che il papato non poté fare a meno di riconoscere, sollecitando la protezione del sovrano e accettandolo come giudice delle sue controversie. Una sorta di patronato esercitato sulla Chiesa da Carlomagno, del quale gli annali ricordano i concili presieduti, le chiese restaurate e i monasteri fondati.

Quando il 28 febbraio 814 morì ad Aquisgrana, lasciò così dietro di sé il ricordo di molti meriti, e il culto di Carlomagno, alimentato anche dai racconti agiografici del suo biografo Eginardo e di Rabano Mauro (abate di Fulda e arcivescovo di Magonza) che lo inserì nel suo Martirologio, si radicò ben presto nella tradizione letteraria e nell'iconografia.

La canonizzazione ufficiale di Carlomagno tuttavia fu, come lo era stato il suo avvicinamento al papato, legata essenzialmente a una operazione politica di Federico Barbarossa che nel 1165, nel tentativo di opporsi a papa Alessandro III e ai Capetingi che lo appoggiavano, cercò di sfruttarne a proprio vantaggio la fama, convincendo l'antipapa Pasquale III a proclamarlo santo.

Il culto di Carlomagno, molto vivo tra il XII e il XV secolo soprattutto in Germania, è oggi celebrato solo ad Aachen (nome moderno di Aquisgrana) il 28 gennaio, nella ricorrenza della sua morte.