Ông bắt đầu liên kết với Charlemagne (Charles Đại Đế) vị hoàng đế này vừa tới Ý và chấm dứt sự thống trị của Longobards ở Ý. Tân Giáo hoàng cho tái thiết lại hệ thống cống nước và các bức tường thành phố bị quân Longobard phá hại.

Ông bắt đầu một cuộc khôi phục đại quy mô các ngôi thánh đường ở Rôma và xây dựng Nhà Tế Bần Thánh Thần (Santo Spirito Hospital) vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay. Ông cho phục hồi các bức tường thành Roma và các hào luỹ cổ xưa và cho đúc bức tượng bằng vàng trên mộ Thánh Phêrô và lót sân bằng bạc ở phía trước bàn thờ Toà Cáo Giải.

Giáo hoàng không ủng hộ lời đòi hỏi của quả phụ Carlôman, về ngai vàng Soissons, và Charlemagne bỏ Đêsirêa, người vợ Lombards của ông, và tống bà về Pavia. Thế là chính sách thân Lombards của Bertha chân bự bị bỏ, để trở lại chính sách của Pêpinô.

Didier, vua Lombards, liền tuyên bố việc "tặng dữ" là số không. Lợi dụng lúc Charlemagne vướng chân ở mặt trận Saxonia, mùa xuân 773, ông chiếm một số thành và tiến công Roma. Đức Hadrianô cử người cầu cứu Charlemagne.