但是，查理曼的事迹并不限于武功，他在文化教育方面也有突出贡献，他兴办学院，招聘欧洲著名学者到宫廷讲学，以培养人才。他是一个虔诚的教徒，用他的权威护持着教会。在整个统治期间，查理曼一直坚持与罗马教皇保持密切的政治联盟。但是在查理曼在世期间，人们显然可以看出，总是处于支配地位的伙伴是查理曼而不是教皇，他是牢牢抓住大权的真正君主。
799年，罗马教皇立奥三世被罗马贵族所驱逐，并且恶毒地刺伤了教皇的眼睛。
教皇起初派人向君士但丁堡的东罗马皇帝求援，可是皇帝拒绝给予任何援助。他说：“教皇有独立的王国，其地位在我的国家之上，因此他必须自己向敌人报复。”于是，立奥立即邀请战无不胜的查理曼前来罗马。查理曼遵旨而来，迅速将叛乱之徒搜查出来，戴着镣铐押到圣彼得大教堂中。
查理曼当着立奥教皇和罪犯的面说：“你们当中有人若想证明自己清白，就请对着我手中的一块墓碑发誓。你们将得到圣彼得的宽恕。”
教皇立奥在旁边急了，忙对查理曼说：“我请求你，上帝的战无不胜的仆人，不要让他们因狡诈而得到宽恕。”
查理曼笑笑，平静地说：“上帝的审判是公正的。”
果然，当罪犯们想逃脱罪名而上前发誓时，有些人一看到查理曼那威严的目光就倒退回去，瘫倒在地，死了。有些人则中了邪似的，就地打转，疯了。
此番救援，使得查理曼与教皇之间相互依援的关系进一步发展。立奥三世为报答查理曼，于800年圣诞节在罗马圣彼得大教堂为之加冕，号为“罗马人皇帝”，于是，查理曼成为西欧的皇帝，法兰克王国成为“神圣罗马帝国”。
814年一个冬日的黄昏，查理曼一双铁锤似的手缓缓垂了下来。几天之后，他的灵枢移入首都亚琛的大教堂之中。
●查理曼和他的家人
在同伦巴第的公主蒂赛德拉塔离婚后，查理曼同士瓦本族出身的希尔迪加尔德结婚了，她为他生了三个儿子以及三个女儿。此后他还娶了法斯特拉达，她是东法兰克人，即日耳曼人，她为他生了两个女儿。法斯特拉达死后他又娶了一妻四妾。
希尔迪加尔德王后是一个高贵的女人，为人很好，在世时得到了人们的尊敬。然而之后的王后法斯特拉达却是一个虚弱而残暴的女人，在她的唆使下，本性还算善良仁慈的查理曼一度也变得行为残暴。王后的几句枕边风常常就可以使查理曼而对某个大臣心生罅隙，甚至于还会依照王后捏造的虚假事实和罪名来处罚某人。查理曼的这种行为逐渐引起了人们的不满，一些心怀不轨的贵族们借此来煽动了一批人，并策划了一场反对查理曼的阴谋。这场发生在日耳曼的阴谋最终败露了，参与这场阴谋的的人有些被刺瞎了眼睛，有些被砍断了肢体，最后，全部都被流放出去，只有三个拔剑拒捕的阴谋者丧了命。
杀一儆百并不能阻断下一个阴谋的酝酿。在征服斯拉夫人之后，查理曼班师回朝。回到皇宫的第一个晚上，查理曼正要就寝，忽然，外面传来了一阵急促的敲门声。这么晚竟然有人胆敢惊扰自己，查理曼深感惊讶，于是命令侍奉皇后和公主的女侍们前去查看。女侍打开房门，只见一个教士站在门边，他衣着狼狈，抖抖索索欲言又止的样子看起来非常的滑稽，当看到这个卑贱可怜的人时，这些侍女们觉得没有让他进来的必要，于是当着皇帝的面插上了门，随后大家都为门外人的“可怜相”而偷偷窃笑。警惕的查理曼严厉地查问起女侍：“门外的到底是谁？这么晚了究竟有什么事？”“陛下，门外的是一个穿得破破烂烂的教士，看起来有点疯癫的样子，估计是喝醉酒误闯到这里的。”一位嬉笑的女侍止住笑回复了皇帝。然而这时，敲门声又砰砰砰地响了起来，于是查理曼便让随从将门外那个人召见到面前。
这个外表可怜而滑稽的教士一路小跑到查理曼面前，跪伏在查理曼的脚下。“陛下……”随后便语无伦次地向他陈述了一些事实，之间查理曼的脸色由白变红，又由红变青。
原来，狡猾的法兰克人的首领想要推翻查理曼的统治，于是便向查理曼的庶子丕平提出条件，如果他肯帮忙刺杀父亲查理曼，那么整个王国就是他的了。作为庶子，如此的利诱使得丕平无法拒绝。于是，他召集贵族在圣彼得教堂聚会，密谋害死皇帝，当时那个可怜的教士在角落里恰好偷听到了他们的密谋，为了不被人发现，他偷偷地躲到了祭坛底下。然而不幸的是在他躲避的瞬间被其中一个密谋者发现了影踪，在大家的搜查下，他如同小鸡一样被人从祭坛下拎了出来。为了避免阴谋的泄露，这些密谋者让他以上帝的名义发誓，绝不泄露今天所听到和看到的一切，为了保命，他只好违背心意顺从了他们。可是为了查理曼陛下的安全，他还是趁看管自己的两个侍卫打盹的瞬间偷跑了出来，逃出来后他直奔皇宫，经历了重重困难，他才通过了宫内七道紧闭的重门，当来到皇帝寝室的门口时，他已经疲惫至极、狼狈不堪。
幸而有这个教士的忠诚，查理曼躲过了这次谋杀。这是他平日对人仁慈的回报。那些全然不曾想到危险的谋叛者在天微亮的时候全部被捕，而且罪有应得地被判处流放或其他刑罚。至于儿子丕平，查理曼出于一个父亲对儿子的爱，并未忍心处死他，但是丕平最终被判遭鞭笞，还被剪去了长发，接下来又被送进最清贫和最严格的一所修道院——圣高尔修道院，以示惩罚。
在圣高尔修道院的日子里，丕平同年长的僧侣们在一起，常常做一些体力活，在劳动中消磨自己的野心并反思自己之前的作为。
不久，一些法兰克贵族又开始图谋作乱。查理曼十分了解他们的意图，但是还不肯消灭他们，他认为只要他们肯于效忠的话，他们还可能是一支保卫全体基督教人民的强大力量。对此，他派遣了使者去儿子丕平那里，征询他对这件事的意见。
使者回来后对查理曼说：“我们发现他坐在一张粗糙的凳子上，用一把锄头在翻菜园的土地。当我们告诉他此行的目的之后，尽管苦苦哀求，也未能得到任何答复，只有这样一段话：‘我没有什么可以提供给他的，除了我所做的农事！我要把这些没用的野草除掉，好使有价值的植物得以更自由地成长。’”
查理曼听后，摸摸耳朵，擤擤鼻孔，说道：“我的好臣子，你们带回来了一个很有道理的答复。”不久后，查理曼果断地将那些阴谋者像除草一样统统除掉了。
此外，随着王后法斯特拉达的病逝，她带给查理曼的负面影响也正在逐渐消除，盘旋在查理曼四周的阴谋也逐渐消散在王宫的上空，唯一令查理曼难过的是，他这个集功过于一身的儿子丕平也先于自己离世。这对于重视家庭感情的查理曼无疑是一个严重的打击。
幸好丕平留下了一个儿子和五个女儿。查理曼让丕平的儿子接替了他父亲的继承权，并把孙女接来同自己的女儿一起抚养。他们的恩怨至此真正得到了化解。
●末日的征兆
在位47年之后，查理曼最终离开了人世，享年72岁。兴许是上天在召唤查理曼，在他辞世前，发生了许许多多怪异的现象。
据记载，月食和日食这两种非常罕见的自然现象，在查理曼在世的最后三年内经常发生。还有一次，连续七天，太阳上都出现了黑斑，观察到这种天象的人纷纷议论说，国家里将要发生一件大事，但当时人们并没有想到年迈的国王身上，因为他看上去总是非常强健。
接下来的日子里，又有许多让人不可思议的事情发生。查理曼曾经在皇宫和他日常做祈祷的教堂之间修建了一座庞大而坚固的走廊，然而走廊在基督升天节那天却突然倒塌，甚至一直塌到房基。没过多久，查理曼用了10年时间，以独特的技术修建而成的横跨莱茵河的那座木桥，竟意外地着起火来，大火烧了三个小时，最后除了泡在水里面的那部分以外，几乎连一片木板也没有剩下，而当初这座桥坚固无比，经历了漫长时光的考验，在人们看来，它将会永久地横跨于莱茵河上，没想到，这场无来由的大火竟然使得它消失殆尽。
联想起之前的奇异现象，人们开始为皇帝查理曼担忧。
查理曼最后一次在萨克森进行远征，迎击丹麦人的国王戈特夫里德的时候。有一次他凌晨便起身从帐篷中走出，好在日出以前开始进军。这时候，他看到一颗璀璨的流星掠空而过，从右向左横扫晴空，光亮异常。在古代，流星陨落，必定是有什么征兆，正在大家诧异这个征兆作何解释时，查理曼所乘的那匹马突然头朝下跌倒了，将查理曼猛然摔在地上，查理曼的斗篷系带被扯断，剑带也从上面滑了下来。当他的侍卫们跑上来帮助他的时候，他们发现他已是盔零甲落、衣散襟开了。他临摔下来的时候手里还拿着的那支投枪，被扔出距他20余步之远。这是英勇善战、行动利落的查理曼之前从来没有未遇到过的荒唐事件。
然而，蹊跷的事情还在发生，亚琛的宫殿常常震动，查理曼所住的那些房子的带条纹的天花板上经常格格作响。他出资修建的一座教堂被闪电击中，装饰在屋顶上端的金苹果中了霹雳。在这所教堂的内部，上下两层拱门之间，有一圈环形空壁，边缘镌有铭文，说明这座神圣的建筑物为谁所造，最后一行写着“查理曼君王”字样。据说，在查理曼逝世前的几个月，有些人看到“君王”这个字的字母已经被毁坏得十分模糊了。
尽管种种征兆都预示着可能会有什么事情发生，而当时的人们也都开始纷纷将这些奇怪的现象。但是查理曼本人却对这些征兆既不注意，又很轻视，似乎这些与他毫无关系。
查理曼日渐感到年迈体弱，然而由于习惯的原因，他仍然会到距亚琛宫殿不远的地方打猎。他打猎直到秋尽，大约在11月初才回到亚琛。
那年他回到亚琛过冬，不幸染上了严重的热病，卧倒病榻。为了调养好身体，他按照自己的习惯，决定实行禁食，希望通过这种自我锻炼，或者可以痊愈，或者可以减轻病势。但是结果病情却越来越严重。由于他继续坚持禁食，只有很少几次喝点东西来维持他的体力，终因体力不支而去世。
查理曼死后，遗体被送到了亚琛教堂安葬。这座教堂是他为了对救世主耶稣基督表示敬爱，为了对主的圣洁表示尊崇，自己出资兴建起来的。最终这里也成了他的永久的安息地。坟上树立了一座镀金的拱门，上面有他的雕像和铭文。
铭文写道：“在这座坟墓之下，安息着伟大的信奉正统宗教的皇帝查理曼，他崇高地扩大了法兰克人的国家，隆盛地统治了四十七年。他逝世时年逾七十，时值我们主的第八百十四年……”