Nagy Károly öccse és uralkodótársa, Karlmann halála után, 771. december 4-én, a Frank Birodalom egyeduralkodója lett. A Karoling-király előtt nagy feladatok álltak. A Frank birodalom politikai és gazdasági szempontból is kiépülőben volt. A Karolingok uralma még alig gyökerezett meg (csak a 751-es pápai királykoronázástól számítottak a Karolingok a Frank Birodalom törvényes dinasztiájának.) A Frank Birodalom kül- és belpolitikai konszolidációját, az egyik legfontosabb feladatot a következő években háborús és diplomáciai eszközökkel küzdötte ki a király. Nagy Károly célul tűzte ki, hogy a Frank Birodalmat nemzetközileg elismertesse, és a Bizánci Császárság - az Imperium Romanum törvényes utóda - egyenrangú politikai partnerévé tegye. A Frank Birodalom, a Nyugat vezető állama egyben a kereszténység patrónusa is volt, ennek védelmét Nagy Károly szavatolta. Nagy Károlynak az elkövetkező időkben főként három feladatot kellett megoldania: - Az itáliai Longobárd Birodalom meghódítása. A longobárd állam a Frank Birodalomtól délre terült el, és terjeszkedő politikájával (Patrimonium Petri) fenyegette. Nagy Károly már, mint frank uralkodó vállalta a 754. április 14-én kötött quierzy-i szerződésben, hogy Róma örök városát megvédi és szavatolja a keresztény egyház fejének sérthetetlenségét. - A birodalom északi és keleti részén élő pogány germán törzsek kereszténnyé tétele, ha kell, erőszakkal is. A "szász háborúk" a kereszténység terjesztésének örvén és frank hódító politika részét képezték, melyekkel a Karoling-uralkodó politikai hegemóniáját igyekezett biztosítani. - A királysággal szembenálló törzsi fejedelemségek (főleg a bajorok hercegségének megszüntetése, és betagolásuk a Frank Birodalomba. A 24 éves Károly (szül. 747. ápr. 2.) 768-ban apja, III. (Kis) Pippin (751) halála után a nála négy évvel fiatalabb öccsével, Karlmannal együtt vette át az uralmat a Frank Birodalomban. Karlmann kezére került Burgundia és Alemannia, valamint a Földközi-tenger partvidéke, Nagy Károly területe pedig a Pireneusoktól Thüringiáig terjedt. Hároméves közös kormányzásuk alatt a fivérek között személyes ellentét és politikai véleménykülönbség alakult ki. A pápa és öccse akarata ellenére Nagy Károly 770-ben Desiderius longobárd király lányát vette feleségül. Ez a politikai indítékú házasság elmélyítette az ellentéteket. Karlmann halála megakadályozta a nyílt törést a két uralkodó között, akik különben már kora gyermekkoruk óta ellenségesen viszonyultak egymáshoz. Károly első politikai és katonai tapasztalatait apja hadjárataiban szerezte.