La chronologie de son règne reste très imprécise. Succcédant à son père vers l'âge de quinze ans, comme roi des Francs Saliens, il étend sa domination sur toute la Gaule du Nord, grâce à la victoire décisive qu'il remporte à Soissons en 486 contre le Romain Syagrius. Il vainc ensuite les Alamans au cours de batailles (v. 496 ou 506) dont aucune ne se déroula à Tolbiac, contrairement à une opinion répandue. Il se convertit au catholicisme sous l'influence de sa femme Clotilde, nièce du roi des Burgondes Gondebaud et se fit baptiser à Reims par l'évêque saint Remi (498 ou 499 ?). Devenu de ce fait le seul souverain barbare à ne pas être de confession arienne (considérée comme hérétique par l'Église), il voit son pouvoir légitimé et obtient du clergé gallo-romain un soutien essentiel pour sa domination. Ainsi, après avoir vaincu les Wisigoths d'Alaric II à Vouillé en 507, il occupe les territoires situés entre le sud de la Loire et les Pyrénées, à l'exception de la Septimanie (région de Narbonne). Maître de la Gaule, il établit sa capitale à Paris et reçoit en 508 de l'empereur d'Orient Anastase Ier des insignes qui font de lui le représentant de l'autorité impériale dans l'Occident gaulois. Il annexe vers 509 le royaume des Francs du Rhin et fait réorganiser l'Église des Gaules par le concile d'Orléans (511). À sa mort, ses quatre fils, Thierry, Clodomir, Childebert et Clotaire, se partagent le royaume. Clovis a ainsi jeté les bases de l'Occident chrétien et de la puissance territoriale des Mérovingiens.
