Развитие крупного землевладения позволило монарху привлечь в ряды своей армии большое число тяжеловооруженных всадников. Основным ядром войска теперь стала пехота, состоявшая не из свободных крестьян, а из вассальных дружин королевских бенефициариев. В королевских сводах законов указывалось, что каждый, имеющий бенефиций (то есть крупный земельный надел), по первому зову обязан явиться в войско Карла Великого на коне, с оружием и полным снаряжением.
На основании старинного народного франкского права историки подсчитали стоимость снаряжения тяжеловооруженного бенефициария. Шлем стоил столько же, сколько 6 коров, латы — 12, меч с ножнами — 7, поножи — 6, копье и щит — 2, боевой конь — 12, всего на полное снаряжение нужен был эквивалент стоимости 45 коров. Ясно, что такими огромными средствами мог располагать только крупный землевладелец.
Тяжелая конница после реформы составляла большую часть королевского войска. Всадники вооружались длинными мечами, лучшими в Европе того времени, и копьями с крыльцами. Изменился облик и франкских пеших воинов — они были вооружены боевыми топорами-францисками и копьями со щитами и одеты в крепкие кожаные защитные рубахи. Королевские вассалы теперь собирали собственные дружины. В войске франков было много лучников, ими становились малоимущие — они в случае войны обязаны были выступить с луком и иметь при себе две тетивы и 12 стрел. Те, кто освобождался от участия в походе, обязаны были вооружить воина-соседа, отправлявшегося на войну.
Велся строгий учет свободных франков. С уклонявшихся от военной службы в пользу королевской казны взыскивались штрафы до 60 солидов (эквивалент стоимости 60 коров). Наградой для франкских воинов служили трофеи, добытые в победных военных походах.
Каждый явившийся на военную службу, кроме вооружения, должен был иметь при себе провиант на 6 месяцев. Во время походов за армией короля из 5–6 тысяч воинов следовал обоз, который обслуживали слуги феодалов. За войском Карла Великого в походах гнали целые стада скота.
Чтобы добиться повиновения покоренных народов и защитить границы Франкского королевства, по приказу Карла Великого возводились каменные замки и сторожевые башни. Для защиты от нападений воинственных скандинавских племен — норманнов — в устьях судоходных рек базировались военные корабли. Недалеко от границ и в крупных крепостях размещались скары — отряды профессиональных воинов. Самая многочисленная скара была у короля. Во главе ее Карл, получивший при жизни прозвище Великий, совершал небольшие военные походы. Во время завоевательных войн скара короля становилась ядром армии франков.
В 788 году Карл предпринял завоевательный поход в Баварию. Был разработан план: победить баварцев, наступая с трех сторон. Один из отрядов, сформированных в Австразии и Тюрингии, форсировав Дунай, напал на Баварию с севера. Второй отряд во главе с королем наступал с запада, третий, во главе с королевским сыном, двигался с юга, из Италии. Вторжение армии франков было настолько мощным, что герцог Баварии Тассилон III, у которого была немаленькая армия, сдался без боя.
Присоединив Баварию к Франкскому королевству, Карл Великий продолжил войну против саксов. Каждый раз, когда правитель франков отправлялся в дальний поход, в завоеванной Саксонии поднималось восстание. В конце концов Карл Великий решил эту проблему: треть этого непокорного народа он расселил по различным областям королевства, а освободившиеся земли раздал франкам и союзникам, к примеру, вернул славянам отнятую у них саксами Голштинию.
Позже король Карл вторгся через Пиренеи в Испанию, мечтая отвоевать ее у мавров. Франки захватили северную часть Пиренейского полуострова и успешно сражались с войсками эмира Кордовы. Главная битва франков с баскско-гасконской армией под командованием Вельфа II Лупа состоялась 15 августа 778 года. Франков, отступавших из Испании, неприятель настиг в ущелье Ронсеваль. Тогда баски полностью уничтожили арьергард королевской армии под командованием племянника Карла Великого графа Роланда. В классическом французском эпосе, поэме «Песнь о Роланде», интерпретировано это событие.
Во время последующих завоевательных походов за Пиренеи король-полководец сумел оттеснить испанских мусульман на юг до реки Эбро. Свои походы на Пиренейский полуостров, длившиеся более 20 лет, Карл Великий завершил успешной осадой Барселоны.
На Рождество Христово в 800 году Папа Римский Лев III в соборе Святого Петра возложил на голову коленопреклоненного Карла корону, провозгласив его римским императором. Карл Великий предпочитал управлять возрожденной Священной Римской империей не из Рима, где он был всего четыре раза, а из своей столицы Ахена. С 800 года он перестал расширять территорию государства, больше заботясь о надежной защите границ созданной им империи. Ведь с севера франкам постоянно угрожали викинги, с юга — мавры, с востока — византийцы, не считая восстаний покоренных народов.