L’obra abasta un període cabdal de la història de Catalunya, en què els comtats catalans pertanyien a un espai europeu que abastava gran part de l’actual Unió Europea. Supervisada per l’Institut d’Estudis Catalans (IEC) i publicada en la col·lecció “Memòries de la Secció Historicoarqueològica”, és la més ambiciosa del seu autor. L’any 1911 l’IEC encarregà a Abadal la recopilació dels documents anteriors a l’any mil referents als comtats catalans conservats als arxius i biblioteques de França aprofitant un curs d’estada a París. L’autor publicà els volums II i III, i deixà en curs de publicació avançada el volum I i una part dels materials per a la continuació.
Abadal començà la redacció del primer volum, dedicat a El domini carolingi a Catalunya, transcrivint els textos i preparant el regest, amb els esquemes, les referències i les edicions corresponents dels preceptes conservats originals o en còpies. L’abril del 1920 l’IEC decidí la publicació d’aquests documents selectes, la preparació dels quals quedà enllestida el 1923, però el projecte s’ajornà i no fou publicat fins l’any 1986. L’obra, precedida per un pròleg de Miquel Coll i Alentorn, Josep Maria Font i Rius i Anscari M. Mundó, inclou els estudis que Abadal escriví entre el 1949 i el 1958 i que foren recopilats per Jaume Sobrequés. Estan distribuïts en cinc capítols dedicats als precedents i a l’època de Carlemany i Lluís el Piadós (720-840); Sebastià Riera hi afegí una bibliografia actualitzada.
El volum segon es titula Els diplomes carolingis a Catalunya i fou publicat per l’IEC i la Institució Patxot, en dues parts: la primera sortí entre el 1926 i el 1950, amb una introducció sobre els preceptes i la transcripció de 130 privilegis, del període al voltant de l’any 780 fins al 1025, 91 dels quals foren atorgats a esglésies i monestirs, i 39, a particulars. Aquests darrers s’integraren en la segona part del volum, apareguda el 1952. Jordi Rubió i Lois redactà les corresponents addicions i correccions, cinc mapes molt precisos, una bibliografia acurada i uns índexs onomàstic, toponímic i de matèries.
Els volums següents es distribuïren per comtats. El tercer, dedicat als textos d’Els comtats de Pallars i Ribagorça, fou publicat en dues parts l’any 1955. Inclou un extraordinari i minuciós estudi històric dels comtats de Pallars i Ribagorça en els seus aspectes geogràfic, econòmic, demogràfic, civil i eclesiàstic, i que fixa el model per als volums successius. També conté un apèndix amb la història i els abaciologis dels dotze principals monestirs, el diplomatari amb 322 textos dels anys 807 a 1000, la bibliografia i un complet índex alfabètic de noms on s’identifiquen molts topònims, a cura de Jordi Rubió i Lois.
Un llarg parèntesi seguí la publicació del tercer volum. La mort de Ramon d’Abadal, el 1970, motivà la formació d’una comissió presidida per Miquel Coll i Alentorn, de la qual formaren part Josep Maria Font i Rius (marmessor testamentari dels materials llegats per Abadal a l’IEC) i Anscari M. Mundó. Després de la mort de Coll i Alentorn (1990), Font i Mundó assumiren la continuació de l’obra i incorporaren nous col·laboradors, entre ells Ramon Ordeig i Mata, que tingué cura del volum quart: Els comtats d’Osona i Manresa (1999), publicat en tres parts, amb sis mapes confeccionats per J. Bolós i Víctor Hurtado. Aquest volum reuneix 1.882 documents, dels anys 880-1000, en una edició crítica i minuciosa, 387 dels quals s’editen per primera vegada. La suma de prop de 2.000 documents per a un territori d’uns 2.500 km2 representa una aportació molt remarcable a la història catalana dels segles IX i X. És precedit d’un pròleg on Anscari M. Mundó explica les vicissituds de l’obra, i una introducció redactada per Ramon Ordeig, en què es fa un examen minuciós dels elements historiogràfics i de les fonts diplomàtiques. Segueixen consideracions precises sobre les falsificacions que es publiquen en apèndix, i una nota de Mundó sobre la grafia de més de 18.000 noms propis esmentats als documents transcrits, siguin d’origen llatí o bé gòtic i francogermànic, i l’adaptació correcta a la llengua catalana moderna. L’índex alfabètic segueix les normes dels volums anteriors.
A aquest volum segueix el cinquè, titulat Comtats de Girona, Empúries, Peralada i Besalú (2006), preparat per Santiago Sobrequés amb l’ajut de Manuel Rovira i Sebastià Riera, i coordinat per Ramon Ordeig, que inclou uns 560 documents. El sisè volum, titulat Els Comtats de Rosselló, Conflent, Vallespir i Fenollet, a cura de Pere Ponsich, revisat i completat per Ramon Ordeig i Mata i amb un prefaci d’Anscari M. Mundó, inclou una primera tria de 570 textos corresponents a l’antiga diòcesi d’Elna.
A partir del volum setè, Comtat de Barcelona, s’incorporen a la direcció Josep Maria Salrach i Gaspar Feliu. Aquest volum, a cura de Pere Puig, Ignasi Baiges i Rafael Ginebra, inclou uns 1.400 documents més. És el més extens i consta de tres parts (Introducció i part del diplomatari; Diplomatari, i Diplomatari i mapes), publicades l’any 2019. El vuitè i darrer volum, Comtats d’Urgell, Cerdanya i Berga, anà a cura de Ramon Ordeig i és format pel material transcrit pel mateix Abadal i completat amb la documentació aplegada i transcrita per Cebrià Baraut, de l’Arxiu Capitular de la Seu d’Urgell. Inclou un total de 908 documents. Publicat en dues parts l’any 2020, aquest volum clou el cos principal de l’obra, l’edició de documents. Restaven pendents de publicació el volum IX, d’apèndix, epigrafia i correccions, i la segona part del volum I, d’introducció general a l’obra.
El conjunt del projecte de la Catalunya carolíngia inclou uns 6.000 documents dels segles IX i X, xifra no igualada per cap país europeu. Els documents són molt variats, tant pel que fa al tipus: preceptes, dedicacions d’esglésies, compravenda de cases, vinyes i terres (valorades en sous d’or i pagades en espècies), com al contingut. Proporcionen dades sobre la propietat i la seva transmissió, la demografia, el paisatge i els seus elements, l’organització eclesiàstica, civil i militar, la situació de la família i el paper que hi té la dona, la religiositat, les parròquies i els monestirs, l’habitatge, el bestiar i els cultius, els camins, boscos i regadius, les aprisions, vil·les, masos, castells i nuclis d’hàbitat, etc., tot oferint un valuós material de primera mà per als estudiosos d’aquella època.
L’any 2019 s’aprovà el projecte CATCAR, programa que bàsicament consisteix en la digitalització dels documents de la Catalunya carolíngia per a fer-ne difusió a través d’una plataforma virtual d’accés obert. La plataforma utilitza les noves tecnologies de la informació i comunicació per a fer més accessible al públic tant general com especialitzat aquesta documentació a través de bases de dades geoposicionades, continguts multimèdia, eines de ludificació i altres recursos de l’entorn digital. Impulsat pel Programa Operacional de Cooperació Territorial Espanya França Andorra (POCTEFA), és finançat en la major part pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER). Dirigit per l’Institut d’Estudis Catalans, hi participen l’Institut Méditerranéen d’Études et de Recherche en Informatique et Robotique (IMERIR), la Universitat de Barcelona, els Arxius Departamentals dels Pirineus Orientals (ADPO), la Universitat de Perpinyà i, com a soci associat, la Universitat de Lleida.