Carlos I, rey de España, fue elegido para la vacante dejada por la muerte de su abuelo, Maximiliano. El sacro Imperio Romano tenía sus raíces en el reino Carolingio del siglo viii, y desde el siglo xiii el derecho de elegir al emperador descentralizadas para seleccionar los príncipes. La elección constitucional del emperador fue de origen más reciente, datando de la Bula de Oro de 1356. Durante el siglo XIV, tres dinastías rivales-Luxemburgo, Habsburgo y el bávaro Wittelsbach-reclamaron el legítimo titular del trono imperial, atrayendo a Roma al conflicto y la ocasión para la polémica antipapal de Marsiglio de Padua y Guillermo de Ockam, cada uno de los cuales huyó al patrocinio del demandante Wittelsbach, Luis de Baviera. La Bula de Oro estableció reglas fijas para la elección del emperador, excluyendo tanto la intervención papal como los reinos de Austria y Baviera de la elección. Nombró a siete electores, cuatro seculares y tres eclesiásticos: los arzobispados de Colonia, Tréveris y Maguncia, y los gobernantes seculares de Sajonia (duque), Brandeburgo (margrave), Bohemia (rey) y Palatinado del Rin (conde).

La elección del sucesor de Maximiliano fue muy disputada. Francisco I de Francia, de la línea Valois, fue un candidato, al igual que Enrique VIII de Inglaterra brevemente. Roma apoyó la candidatura de Federico el Sabio de Sajonia, uno de los electores, creyendo que frenaría el crecimiento de la familia Habsburgo. El propio Carlos pertenecía a la familia de los Habsburgo, pero también era nieto materno de una duquesa de Borgoña (Países Bajos y norte de Francia) y nieto materno de Fernando e Isabel, que habían unido Castilla y Aragón en un solo reino español. En consecuencia, no solo fue Rey de España, sino que también heredó Borgoña, Austria e incluso el Reino de Sicilia. Esto lo convirtió en el oponente natural de Francisco I y, por temor a la invasión de Carlos en Italia, llevó al papa a ponerse del lado de Francia contra el rey Habsburgo. Sin embargo, Carlos se benefició de una inmensa riqueza personal, sin mencionar el respaldo de los ricos banqueros Fugger de Augsburgo, y pudo comprar el apoyo de la mayoría de los electores para asegurar su acceso al trono. La enemistad entre Carlos y Roma continuó, lo que llevó a su eventual saqueo de la ciudad en 1527 y al encarcelamiento del Papa Clemente VII.

El objetivo principal de Carlos para el imperio era evitar el avance de las fuerzas turcas musulmanas hacia el este. Sin embargo, para hacer eso se vio obligado a lidiar con la situación eclesiástica que dividía a Europa en Lutero. Tomó un papel activo en el intento de resolver la situación, desde ofrecer su propia refutación al famoso discurso de Lutero en la Dieta de Worms en 1521 hasta ayudar a negociar los intentos de asentamientos en Augsburgo en 1530 y Ratisbona en 1541, finalmente apoyando a los reinos católicos en acciones militares contra las fuerzas protestantes en la Guerra Schmalcáldica de 1546-47. La victoria allí condujo al famoso Interino de Augsburgo de 1548, que buscaba la reconciliación de los dos partidos religiosos por la fuerza. Supervisó el posterior tratado de paz en Westfalia en 1555, que dio a los gobernantes de Europa Occidental el ius reformandi, el derecho de reformar sus territorios y hacerlos luteranos, o permanecer católicos. Carlos finalmente abdicó de su trono en 1556 y se retiró a un monasterio para estudiar el resto de su vida.