Avec l'appui de l'empereur romain d'Orient Anastase, très inquiet des visées expansionnistes des Goths chrétiens ariens, Clovis s'attaque alors aux Wisigoths qui dominent la majeure partie de la péninsule Ibérique et le sud-ouest de la Gaule (la Septimanie ou "marquisat de Gothie"), jusqu'à la Loire au nord et jusqu'aux Cévennes à l'est.
Au printemps 507, les Francs lancent leur offensive vers le sud, franchissant la Loire vers Tours, pendant que les alliés burgondes attaquent à l'est. Les Francs affrontent l'armée du roi Alaric II dans une plaine proche de Poitiers. La bataille dite de "Vouillé" (près de Poitiers), est terrible selon l'historiographie, et les Wisigoths se replient après la mort de leur roi, Alaric II, tué par Clovis lui-même en combat singulier.
Cette victoire permet au royaume de Clovis de s'étendre en Aquitaine et d'annexer tous les territoires auparavant wisigoths entre Loire, océan et Pyrénées à l'exception des confins pyrénéens tenus par les Basques et les Gascons farouchement attachés à leur indépendance. Les Wisigoths n'ont d'autre solution que de se replier en Hispanie, au-delà des Pyrénées tout en gardant le contrôle de la Narbonnaise première, l'actuel Languedoc. Les Burgondes, quant à eux, font main basse sur la Provence (l'ancienne province romaine de Narbonnaise seconde) et de la partie méridionale de la Provence. Les Ostrogoths de Théodoric tentent d'intervenir en faveur des Wisigoths. Ils reprennent la Provence et quelques petits territoires après la levée à l'automne 508 du siège d'Arles. L'empire d'Orient menace leurs côtés et Clovis garde l'essentiel des anciens territoires wisigoths.