В 70-х гг. VIII в. Карл возобновил войну с лангобардами, которую вели еще его предшественники, и захватив столицу лангобардов Павию, низложил лангобардского короля Дезидерия. Лангобардия была присоединена к Франкскому королевству и с этих пор управлялась уже франкскими графами. Вице-королем Лангобардии становится сын Карла I Пипин.
Вскоре Карл I начинает войну с арабами, которые к тому времени завоевали вестготское королевство на Пиренейском полуострове. В 778 г. войско Карла I переходит Пиренеи и пытается взять г. Сарагосу, один из важных арабских стратегических пунктов. Этот поход был неудачен, и Сарагосу взять не удалось. На обратном пути, в Ронсевальском ущелье, на франкский арьергард нападают баски. В битве франки потерпели поражение. Это сражение описывается в знаменитом французском эпосе «Песнь о Роланде», который был записан в XI в. В это же время была записан и другой эпос, испанский — «Песнь о Сиде». «Песнь о Роланде» записывал француз, арабы представлены там завоевателями, разрушителями, язычниками. Автором «Песни о Сиде» был коренной житель Пиренейского полуострова. Оценка событий дается изнутри арабо-мусульманского мира, и отношение к арабам в «Песне о Сиде» лояльно, это отношение их приятия.
В конце VIII в. — в самом начале IX в. франки предпринимают еще несколько экспедиций за Пиренеи, в связи с тем, что арабская конкиста не прекращается. Эти походы были уже более удачны, чем поход 778 г. Карлу Великому удалось завоевать область на территории современной Испании, лежащую между Пиренеями и рекой Эбро. На этой территории Карл I создает Испанскую марку, которая служит пограничным форпостом для защиты Франкской империи от арабских вторжений. На территории марки позднее оформится Барселонское графство. Один из сыновей Карла I становится королем Аквитании.
Большую часть своих завоеваний Карл I проводит на востоке, в Центральной Европе. Особенно долго и упорно он воюет с саксами (772-804). Присоединение Саксонии имело для Карла I большое значение — приобретение новых земель, крепостных крестьян (саксы в это время в своей массе были свободными крестьянами), выход на Балтийское море и балтийскую торговлю. Впервые Карл I покорил саксов в 70-х годах VIII в. На съезде в Падерборне в 777 г. вожди саксонских племен приносят присягу на верность королю франков. На этом съезде Карл ставит саксонским вождям условие: отныне они и все их племена должны отказаться от язычества и принять христианскую веру. В Саксонию прибывает франкское духовенство. По всей Саксонии строятся церкви, создаются монастыри. С этого времени саксы облагаются новым налогом — церковной десятиной. Свободное саксонское крестьянство закрепощается.
С конца 70-х гг. VIII в. в Саксонии начинаются восстания против франков. Карл Великий жестоко подавлял восстания саксов. Тысячи восставших были казнены, но даже после этого свободолюбивые саксы не утратили стремления к независимости. Волнения продолжались. Тогда Карл I идет по другому пути: он щедро подкупает саксонскую знать. В 785 г. один из главных вождей восставших, саксонский герцог Видукинд, изменяет восставшим и переходит на сторону Карла I. В XX в. фашистская историография возведет Видукинда в ранг национального героя Германии.
Последнее восстание саксов произошло в нач. IX в. Основными его силами были рядовые саксы. Восстание закончилось неудачей.
В тот же период Карл I воюет с полабскими славянами (славянами, жившими по реке Лабе, на территории современной Польши). Несколько славянских племен (лютичей, лужичан) Карл I обложил данью.
Карл I поставил в зависимость от франков сильное Аварское царство на среднем Дунае.
При Карле I окончательно было завоевано Баварское королевство на Верхнем Дунае, которое ранее платило франкам дань, и то нерегулярно.
Карл Великий присоединил к империи Каринтию и хорватские земли на северо-востоке Балканского полуострова.
В результате завоеваний Карла Великого и его паладинов границы Франкского государства стали необозр