Conflicto con el Papado
La preocupación de Federico por el sur de Alemania y Borgoña, sin embargo, le implicó en la cercana Italia. Muchos historiadores le han censurado severamente por sus acciones en esta zona. Pero es difícil ver cómo podría haber evitado un interés en esta parte del imperio, donde desde los días del emperador Enrique V (reinó 1106-1125) los gobernantes alemanes habían jugado poco papel y habían permitido que tanto las ciudades del norte de Italia como el papado se desarrollaran relativamente sin ser molestados. Ahora todo cambió.
El papa Adriano IV, enfrentado a su poderoso vasallo y protector el rey normando de Sicilia, Guillermo I, pidió ayuda a Federico para deshacerse de Arnaldo de Brescia, un reformador religioso que se había hecho con el control de la ciudad de Roma. En 1154-1155 Federico respondió a esta petición avanzando sobre Roma y capturando y ejecutando a Arnaldo. A cambio, fue coronado emperador por el Papa. Sin embargo, Federico era obviamente reacio a aceptar la aparente subordinación que suponía esta ceremonia.
Para 1157 Papa y Emperador estaban definitivamente enfrentados, ya que, cuando Federico celebró una dieta en Besançon, en Borgoña, interpretó una carta papal como un insulto a su independencia. A partir de ese momento comenzó a referirse a su imperio como un imperio sagrado a la par que la Iglesia. Cuando regresó a Italia con un gran ejército en 1158, estaba dispuesto a desafiar la autoridad papal. Lo hizo en una dieta que celebró en Roncaglia, donde reclamó, como emperador romano, una autoridad completa sobre las ciudades del norte de Italia, incluyendo tanto el derecho a nombrar podestas, o gobernadores imperiales, para ellas, como a imponerles fuertes impuestos. Para ello, se basaba en los derechos que otorgaba a los emperadores el derecho romano, que acababa de ser redescubierto y estaba siendo estudiado en Bolonia y en otros lugares del norte de Italia. Cuando Milán, la ciudad más poderosa del norte de Italia, se resistió a sus pretensiones y se rebeló, la capturó tras un largo asedio y la arrasó. En 1161 había aplastado toda la resistencia en el norte de Italia y parecía estar en camino de organizar esta rica zona como un dominio imperial bajo su gobierno directo.
El éxito de Federico, sin embargo, perturbó al papado, que ahora estaba en manos de un nuevo papa, Alejandro III. También alarmó a los reyes normandos de Sicilia, al sur, y a los habitantes de las ciudades del norte de Italia, que en 1168, con la bendición papal, habían organizado la Liga Lombarda para oponerse a la autoridad de Federico. Ante esta creciente oposición, Federico intentó contrarrestar la hostilidad papal estableciendo un antipapa y obligó así a Alejandro a huir durante un tiempo a Francia (1162-1165). También planeó un ataque al reino de Sicilia. Sin embargo, a la larga, sus enemigos resultaron ser demasiados para que pudiera someterlos. La Liga Lombarda creció en poder, y Milán fue reconstruida mientras Federico estaba inevitablemente ausente en Alemania.
Finalmente, en 1174 Federico volvió de nuevo a Italia con un ejército relativamente pequeño, ya que sólo pudo reunir un mínimo apoyo para sus planes italianos entre sus nobles alemanes. Con esta fuerza intentó varios asedios infructuosos de ciudades y luego, en 1176, fue gravemente derrotado por una fuerza milanesa en la batalla de Legnano. Reconociendo que esta derrota había condenado sus perspectivas italianas, Federico hizo la paz con el Papa Alejandro III y renunció a su antipapa. A cambio, Alejandro abandonó a sus aliados lombardos y permitió a Federico el control total de la Iglesia en Alemania. En 1183, Federico también llegó a un acuerdo con la Liga Lombarda mediante la firma de la Paz de Constanza, por la que se garantizaba a estos centros el autogobierno y el derecho a controlar sus propios impuestos y su administración judicial. La aventura lombarda de Federico había acabado en fracaso.