查理在他的遗嘱中规定将帝国分给他的三个儿子丕平、路易和小查理，但由于丕平和小查理于810年和811年去世，这个三分的计划无效，路易于813年被提升为副皇帝，814年得以继承其父的皇位。
路易决定不分王国后与他的儿子们交战，双方发生战争。830年代初在一次宫廷政变中，路易被他的儿子们扣押，丧失实权，而他的儿子们则在各自的领地中越来越独立，路易实际上只是一个名义上的皇帝。
凡尔登条约
路易死后三年，洛泰尔一世、秃头查理和日耳曼人路易在843年的凡尔登条约里三分帝国，法兰克帝国结束，再也没有重新统一过。凡尔登条约所划分的疆界形成：
1.西法兰克王国存在时间为843年至987年。公元987年，卡洛林王朝的路易五世去世，由于他膝下无嗣，使得西法兰克王国的卡洛林王朝绝嗣。其后，神职人员及贵族们推举法兰西岛公爵雨果·卡佩为西法兰克国王。雨果·卡佩建立起卡佩王朝，西法兰克王国终由法兰西王国所取代。
2.东法兰克王国存在时间为843年至公元10世纪，疆域为德国中西部、奥地利、瑞士和阿尔萨斯(最后被法国吞并)。911年东法兰克最后一个君主孩童路易(Louis the child)无子而终，加洛林王朝在东法兰克王国的统治便终止了，继承制度被废。962年奥托一世加冕为德国皇帝，东法兰克王国演变为神圣罗马帝国，这一历史事件一般认为是德国作为独立封建国家的开始。
3.中法兰克王国夹在东西法兰克中间的地带，由于种种原因没有形成一个牢固的政治实体。在此后的历史中，一直是法德两国争夺的对象，最后法国得到了南部和中部的大部分土地，德意志神圣罗马帝国则保留了莱茵河左岸地区，北意大利先后由神圣罗马帝国、奥地利帝国统治，1861年意大利统一成立意大利王国。
普吕姆分割
855年，洛泰尔在普吕姆分割中，将他的中法兰克王国分给儿子们。
墨尔森条约
洛泰尔的儿子们死后，秃头查理和日耳曼人路易在870年《墨尔森条约》中，瓜分中法兰克王国。最后，西法兰克及东法兰克瓜分了洛林及普罗旺斯两地，而北意大利则继续维持现状。
利贝蒙条约
秃头查理试图占领整个中法兰克王国，但没有成功。路易三世获得了中法兰克王国的西部，法兰克帝国的瓜分大致成形。东部与西部之间的界限在整个中世纪几乎没有改变过。
西法兰克王国的国王路易三世死于882年，卡洛曼死于884年，东法兰克王国的查理三世到888年还被看作是整个帝国的皇帝。直到20世纪法国与德国还互相将对方看作是“遗产对手”。
没落
查理统治了46年，他死于814年。他的儿子路易成为皇帝。查理在806年就已经规定了他死后王国按日耳曼传统由他的儿子瓜分，但路易决定不顾这个遗嘱而欲保存帝国的统一。817年他发布了一个法令来防止帝国的分割，他的理由是皇帝的名称是不可分的，他指定儿子洛泰尔为副皇帝。他在他的法令中规定皇帝的长子继承皇帝位。他的这个决定获得了教会的支持，教会认为帝国的统一与教会的统一是一样的。这样一来帝国的主教介入了政治：他们成为皇帝儿子的对手。这些儿子们当然希望分国。从829年开始，皇帝与他的儿子们之间发生武装冲突。
路易死于840年，他的儿子洛泰尔成为唯一的统治者，但是843年他的三个儿子还是在凡尔登条约里决定三分法兰克帝国。帝国后来在855年的普吕姆分割、870年的墨尔森条约和880年的利贝蒙条约中又多次被细分。此后法兰克帝国再没有被统一过。各个不同的帝国部分发展出不同的习俗、民风、语言，成为了独立的国家。有一段时间里，人们还称分开的国家为东法兰克帝国、中法兰克王国和西法兰克王国，但约一百年后加洛林王朝消亡这些称呼也都消失了。只有西部的“法兰西”继续使用法兰克这个名字，而东法兰克帝国则演变为神圣罗马帝国，继续维持着罗马皇帝的传统。
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