Po ustabilizowaniu sytuacji Karol mógł zająć się swoim starym problemem – związkiem szmalkaldzkim.

Reformacja w Niemczech rozpoczęła się w 1517 roku. Karol, w związku ze swoją pozycją cesarza, rozległymi posiadłościami niemieckimi oraz bliskimi stosunkami z habsburskimi krewnymi w Austrii, starał się zachować stabilność polityczną w granicach Cesarstwa. Wojna chłopska w Niemczech wybuchła w roku 1524 i ogarnęła większość ziem aż do brutalnego stłumienia w roku 1526. Od 1531 roku protestanci byli zorganizowani w ligę o charakterze obronnym, której celem była wzajemna ochrona przed zakusami cesarza Karola V.

Pod protekcją Ligi Szmalkaldzkiej kraje protestanckie dopuściły się czynów oburzających katolickie instytucje kościelne – m.in. konfiskaty terytoriów należących do dostojników – urągając tym samym autorytetowi cesarza. Liga sprzymierzyła się z Franciszkiem I, który jednak po porażce w 1544 roku został zmuszony do unieważnienia sojuszu. Karol starał się to wykorzystać – najpierw pokojowo podczas soboru w Trydencie w roku 1545. Protestanci jednak, urażeni stanowiskiem katolików w procesie negocjacyjnym, wyruszyli na wojnę pod przywództwem elektora Saksonii, Maurycego.