Naar oud Frankisch gebruik regelde Karel in 806 zijn opvolging door een rijksdelingsplan, de zogenaamde ''[[Divisio Regnorum]]''. Nadat zijn beide oudere zonen echter vroegjong gestorven zijnwaren, verhief Karel in 813 zijn – naar toenmalige begrippen – enige legitieme erfgenaam [[Lodewijk de Vrome]] tot medekeizer.<ref name="VKM 30">''Vita Karoli Magni'' [http://www.thelatinlibrary.com/ein.html#30 30].</ref> In 814 volgde hij zijn vader op.
Na een 47-jarige heerschappij stierf Karel de Grote op 28 januari 814 in [[Aken (stad)|Aken]] en werd in de [[Dom van Aken|paltskapel]], de zogenaamde Mariakerk, bijgezet (zie: [[#Graftombe|graftombe]]). De doodsoorzaak (geïnfecteerd met borstvliesontsteking?) is niet met absolute zekerheid vastgesteld. [[Einhard]] vermeldt dat Karel, nadat hij hevige koorts heeftkreeg, gehad waarbijwaartegen de dokters hem hebben aangeradenaanraadden te vasten, een ontsteking in de zij zou hebben opgelopen, waarna de verzwakte Karel na een zevendaags ziektebedziekbed stierf.<ref name="VKM 30"/>
Reeds vroeg zag Karel zich als de enigedé rechtgelovige verdediger en bewaarder van de christenheid. Daarom werd hij in zijn grafschrift geroemd als ''imperator orthodoxus'', die het ''regnum Francorum'' (het Frankenrijk) grootmoedig (''nobiliter'') heeft uitgebreid.<ref name="VKM 31">Einhard, ''Vita Karoli Magni'' [http://www.thelatinlibrary.com/ein.html#31 31].</ref>
