Эпоха Каролингов ознаменовалась еще и небывалым взлетом культуры, который историки именуют «Каролингским Возрождением». По инициативе власти и в рамках четкой идеологической программы построения христианской империи культура приобретала политическое значение. Власть нуждалась в грамотных и образованных священниках, дабы правильно вести паству к спасению. Властям требовались грамотные люди для ведения административной документации, составления указов и их распространения. Наконец, власть следовала римским имперским канонам и возрождала античные образцы литературы, искусства и придворной жизни.

Вследствие этого при Каролингах была задумана и осуществлена масштабная программа распространения грамотности и овладения латынью — языком античной культуры, патристики (святоотеческой литературы), права и законов. С 789 года в Западной Франкии появляются первые школы при церквах, в которых обучают грамоте и наукам. Поместный собор, состоявшийся в Париже в 829 году, возложил на епископов Западно-Франкского королевства обязанность организовать школы, готовящие образованных служителей церкви. Тогда в Париже были заложены первые основы будущей блестящей интеллектуальной культуры Франции.

Культурный подвиг основания в Париже школ историческая память причислила к деяниям Карла Великого. Позднее считалось, что именно он, по совету выдающегося богослова Алкуина, осуществил, по аналогии с «переносом империи» (translatio imperii) «перенос науки» (translatio studii), превратив Париж в наследника Афин и Рима, в новый центр учености Западной Европы.

Особое значение в процессе культурного возрождения получило аббатство Сен-Дени. Именно при Каролингах в аббатстве был основан крупный скрипторий, где копировались рукописи; создается школа каллиграфии, одна из семи в стране. Здесь обучали греческому языку и читали античные рукописи, которые библиотека аббатства получала прямо из Рима. Более того, Карл Лысый в 877 году завещал аббатству часть королевской библиотеки, в том числе самую знаменитую рукопись из коллекции аббатства — Библию, написанную золотыми буквами и украшенную золотом и драгоценными камнями. Ее поместили на решетчатый полог над алтарем и обрамили 700 жемчужинами, 135 изумрудами и 209 сапфирами. Эта так называемая Вторая Библия Карла Лысого позднее была передана в библиотеку аббатства, во время Религиозных войн пострадавшую от гугенотов и лигёров. В 1595 году ее торжественно подарили Генриху IV, королю новой, последней династии — Бурбонов. В итоге она оказалась в Королевской библиотеке, ныне Национальной библиотеке Франции.

Будущая главная функция аббатства Сен-Дени — создавать и хранить коллективную память французов — зарождалась уже при Каролингах. В основу идеологии новой династии была поставлена история с упором на историописании. Придавая важность «записанному слову», деятели Каролингского Возрождения способствовали созданию хроник о деяниях монархов (например, написанные в аббатстве Сен-Дени около 830-х годов «Деяния короля франков Дагоберта»), житий епископов и парижских святых. В аббатстве составлялись грамоты о дарованных аббатству привилегиях, иногда фабриковались и подложные. В Сен-Дени также вырабатывается новая идеология богоизбранности франков, возвеличивается их славное прошлое и уготованная им великая христианская миссия.

Именно при Каролингах был создан канонический образ святого Дионисия, и он окажет влияние на всю последующую историю французской церкви, как и на политическую теологию монархии во Франции. Благодаря расширению империи Карла Великого и его программе повышения образованности клира в аббатство Сен-Дени щедрым потоком поступали драгоценные манускрипты с Востока. Так в 827 году, при аббате Хильдуине, в библиотеке монастыря появилась греческая рукопись под названием «О небесной иерархии»; этот труд церковь приписывала Дионисию Ареопагиту — первому епископу Афин, ученику апостола Павла. Рукопись была получена Людовиком Благочестивым от византийского императора Михаила II Травла. Людовик передал ее в умелые руки аббата Хильдуина, который «идентифицировал» с Дионисием Ареопагитом первого епископа Парижа святого Дионисия. Так появилась теория об апостольском происхождении христианской церкви во Франции, которая ляжет в основу будущих идей галликанизма. А святой Дионисий при Каролингах стал небесным патроном не только правящей династии, но всех франков и самой Империи.

Чудесами, совершенными святым Дионисием, будут полны хроники по всей Франции. Об одном весьма красочном эпизоде, повествующем о вмешательстве этого небесного патрона французских королей в ход исторических событий, поведал потомкам хронист Нитхард в связи с описанием раздела наследия императора Людовика Благочестивого.

Случилось это осенью, сразу после знаменитой битвы при Фонтенуа 25 июля 841 года, где не согласный с условиями отцовского раздела Лотарь проиграл, а два его брата — Карл Лысый и Людовик Баварский — победили. Но это не остановило Лотаря, и он, преследуя Карла, укрывшегося в Париже, двинулся к городу во главе большого войска, состоящего из саксов, австразийцев и алеманнов, и достиг Сен-Дени. Здесь он захватил двадцать кораблей, кроме того, еще и Сена, как обычно в сентябре, была неглубока, так что переправа казалась ему легким делом. Карл уже готовился к стычке и приказал занять позиции всюду, где, как он знал, были броды или переправы. Сам же разбил лагерь напротив Сен-Дени, чтобы в случае необходимости помешать Лотарю переправиться или подоспеть на помощь своим войскам в случае угрозы нападения с какой-либо стороны. И вдруг случилось чудо: вопреки ожиданиям вода в Сене при ясном небе внезапно поднялась, причем, насколько было известно, вот уже два месяца нигде не шел дождь. В итоге, повсюду в этой местности переправа оказалась невозможной. И когда Лотарь увидел, что при сложившихся обстоятельствах он во всех местах отрезан от переправы, он отправил к Карлу гонцов и велел сказать, что готов заключить с ним мир. Так святой Дионисий пришел на помощь королю Западно-Франкского королевства.

К концу IX века на месте небольшой деревушки Катуллиак вырос укрепленный город вокруг аббатства, чья 46-метровая крыша была видна далеко в округе. Одно из самых крупных святилищ тогдашней Европы, аббатство Сен-Дени превратилось в усыпальницу императоров и королей, поверивших в то, что здесь находится сердце королевства Франции.

А нашествие норманнов блистательно подтвердит авторитет Парижа.