De ontzaglijke activiteiten van Karel de Grote gedurende de eerste 30 jaar van zijn heerschappij vormden de opmaat tot wat door sommige tijdgenoten en vele latere waarnemers werd gezien als de culminerende gebeurtenis van zijn heerschappij: zijn kroning tot Romeins keizer. Deze gebeurtenis was voor een aanzienlijk deel het gevolg van een idee dat werd gevormd door de interpretatie die werd gegeven aan het optreden van Karel de Grote als heerser. In de loop der jaren raakten sommige van de belangrijkste politieke, religieuze en culturele adviseurs van de koning ervan overtuigd dat zich onder auspiciën van de koning en het Frankische volk een nieuwe gemeenschap vormde, die, zoals een paus verklaarde, “de Here God van Israël heeft gezegend”. Zij spraken over die gemeenschap als het imperium Christianum, dat allen omvatte die het orthodoxe geloof aanhingen dat door de Roomse kerk was verkondigd. Deze gemeenschap aanvaardde de heerschappij van een vorst die steeds meer werd bejubeld als de “nieuwe David” en de “nieuwe Constantijn”, de hoeder van het christendom en uitvoerder van Gods wil. De bezorgdheid over het welzijn van het imperium Christianum werd versterkt door de ongeschiktheid van de ketterse keizers in Constantinopel om gezag over de christelijke gemeenschap op te eisen – vooral nadat een vrouw, Irene, in 797 oosters keizer was geworden. In ruimere zin leidden de ontwikkelingen in de 8e eeuw tot het inzicht in de Karolingische wereld dat het Latijnse Westen en het Griekse Oosten uiteen gingen lopen op manieren die de universalistische aanspraken van de Oosterse keizers teniet deden.
Toen, in 799, kwam er een nog grotere bedreiging voor het welzijn van imperium Christianum naar voren. Het vermogen van de paus om Gods volk te leiden kwam in het geding toen paus Leo III fysiek werd aangevallen door een groep Romeinen, waaronder hoge functionarissen in de pauselijke curie, die meenden dat hij zich schuldig had gemaakt aan tirannie en ernstig persoonlijk wangedrag. Leo vluchtte naar het hof van zijn beschermheer, wiens rol als rector van het Christendom nu op dramatische wijze aan het licht kwam. Karel de Grote zorgde voor een escorte die Leo III in het pauselijk ambt herstelde; vervolgens ging hij, na uitvoerig overleg in Francia, eind 800 naar Rome om de delicate kwestie van de veroordeling van de vicaris van St. Pieter en het herstel van de orde in de pauselijke staten onder ogen te zien. Na een reeks beraadslagingen met Frankische en Romeinse geestelijken en leken werd overeengekomen dat de paus, in plaats van te worden veroordeeld, in het openbaar een eed zou zweren waarin hij zich zou zuiveren van de tegen hem ingebrachte beschuldigingen; sommige aanwijzingen in het verslag suggereren dat deze beraadslagingen ook leidden tot een besluit om Karel de Grote’s positie te herdefiniëren. Twee dagen na de zuiveringsdaad van Leo, toen Karel de Grote op Eerste Kerstdag de mis bijwoonde in de Sint-Pietersbasiliek, plaatste de paus een kroon op zijn hoofd, terwijl de Romeinen die voor de eredienst bijeenkwamen hem uitriepen tot “keizer van de Romeinen.”
Historici hebben lang gedebatteerd over de vraag waar de verantwoordelijkheid voor deze dramatische gebeurtenis moest worden gelegd. Ondanks de bewering van Einhard, de hofbiograaf van Karel de Grote, dat de koning op die noodlottige dag niet naar de Sint Pieter zou zijn gegaan als hij had geweten wat er zou gaan gebeuren, laat het bewijsmateriaal er weinig twijfel over bestaan dat koning en paus hebben samengewerkt bij de planning van de kroning: het herstel van het Romeinse Rijk in het Westen was voor beiden voordelig. Gezien de wankele positie van de paus op dat moment en de neiging van de koning om doortastend op te treden, lijkt het zeer waarschijnlijk dat Karel de Grote en zijn adviseurs de belangrijke beslissing namen over een nieuwe titel voor de koning, en het aan de paus overlieten om de ceremonie te regelen die de beslissing zou formaliseren. De nieuwe titel gaf Karel de Grote de noodzakelijke wettelijke bevoegdheid om degenen die tegen de paus hadden samengezworen te berechten en te straffen. Het zorgde ook voor een passende erkenning van zijn rol als heerser over een rijk van verschillende volkeren en als hoeder van het orthodoxe christendom, en het gaf hem een gelijke status met zijn besmette rivalen in Constantinopel. Door opnieuw een titel voor de Karolingers goed te keuren, versterkte de paus zijn band met zijn beschermheer en gaf hij het pauselijk ambt luister bij door de “nieuwe Constantijn” de keizerskroon te schenken.”
Over de beoordeling van Karels jaren als keizer zijn de historici het niet geheel eens. Sommigen zien de periode als een periode van opkomende crisis, waarin de activiteiten van de ouder wordende keizer steeds meer aan banden werden gelegd. Omdat Karel de Grote niet langer succesvolle militaire ondernemingen leidde, liepen de middelen om koninklijke volgelingen te belonen terug. Tegelijkertijd leken nieuwe vijanden van buitenaf het rijk te bedreigen, met name zeevarende Noormannen (Vikingen) en Saracenen. Er waren ook tekenen van structurele tekortkomingen in het regeringssysteem, dat voortdurend nieuwe verantwoordelijkheden op zich nam zonder evenredige toename van menselijke of materiële middelen, en groeiende weerstand tegen koninklijke controle door leken en kerkelijke magnaten die de politieke, sociale en economische macht begonnen te begrijpen die kon worden ontleend aan koninklijke schenkingen van land en immuniteiten. Andere historici benadrukken echter zaken als toegenomen koninklijke zorg voor de hulpelozen, voortdurende inspanningen om het koninklijk bestuur te versterken, actieve diplomatie, het handhaven van religieuze hervormingen, en ondersteuning van culturele vernieuwing, die zij allemaal zien als bewijs van vitaliteit tijdens de laatste jaren van Karel de Grote.
Binnen deze grotere context waren er ontwikkelingen die suggereren dat de keizerstitel weinig betekende voor de ontvanger ervan. In 802, toen hij voor het eerst formeel de raadselachtige titel “Keizer die het Romeinse Rijk regeert” gebruikte, behield hij inderdaad zijn oude titel van “Koning der Franken en der Longobarden”. Hij bleef op de traditionele Frankische manier leven, zonder zich te houden aan de gedragsregels en het protocol die bij de keizerlijke waardigheid horen. Hij vertrouwde minder op het advies van de kring die de ideologie had gevormd die leidde tot de heropleving van het Romeinse Rijk. De keizer leek zich zelfs niet bewust van het idee van een verenigde politieke entiteit dat in de keizerstitel besloten ligt, toen hij in 806 verordonneerde dat zijn rijk bij zijn dood onder zijn drie zonen zou worden verdeeld.
Andere aanwijzingen duiden er echter op dat de keizerstitel belangrijk voor hem was. Karel de Grote voerde een lange militaire en diplomatieke campagne om uiteindelijk, in 812, erkenning van zijn titel te krijgen van de Oosterse keizer. Na 800 legde hij in zijn religieuze hervormingsprogramma de nadruk op gedragsveranderingen die inhielden dat het lidmaatschap van het imperium Christianum nieuwe manieren van openbaar gedrag vereiste. Hij trachtte een grotere uniformiteit te brengen in de verschillende rechtssystemen die in zijn rijk bestonden. De terminologie en de symbolen die het hof gebruikte om zijn beleid uiteen te zetten en de artistieke motieven die in het gebouwencomplex te Aken werden gebruikt, weerspiegelden een bewustzijn van het keizerschap als een bron van ideologische elementen die het gezag van de heerser konden ondersteunen. In 813 verzekerde Karel de Grote het voortbestaan van de keizerstitel door eigenhandig de keizerskroon te schenken aan zijn enige overlevende zoon, Lodewijk de Vrome. De kroning van 813 suggereert dat Karel de Grote geloofde dat het ambt enige waarde had en dat hij het pausdom wilde uitsluiten van enige rol in de toekenning ervan. Alles bij elkaar leidt het bewijs tot de conclusie dat Karel de Grote de keizerstitel zag als een persoonlijke onderscheiding ter erkenning van zijn diensten aan het Christendom, te gebruiken naar eigen goeddunken om zijn vermogen en dat van zijn erfgenamen om het imperium Christianum naar het goddelijk gewijde einde te leiden, te vergroten.