Arnulf tok en lederrolle i å få avsatt sin onkel, Karl den tykke. Han marsjerte med hær inn i frankisk område, og med støtte fra den frankiske adelen innkalte Arnulf et rådsmøte ved Tribur og avsatte onkelen i november 887 under trusselen av militær makt. I møte med denne fiendtligheten valgte Karl å gå frivillig, men ikke uten å ha refset sin nevø for hans forræderi og krevd noen få kongelige residenser i Schwaben, noe Arnulf innrømmet ham og hvor han levde sine siste måneder. Hans vilje til å gå av og oppgi sine titler som konge og keiser var knyttet til hans helse: han slet med en alvorlig lidelse i hodet og gjennomgikk en trepanasjon (åpne skallen operativt) for å slippe unna smerter. Han døde i januar 888, kun noen få måneder etter at han abdiserte. Etter at Arnulf hadde utmerket seg i krigen mot slaverne, valgte adelen i Østfrankerriket ham som konge. Riket smuldret opp i enda mindre deler enn før: Arnulf ble konge av Østfrankerriket og Lotharingia, Odo av Vestfrankerriket, Province, og Burgund valgte deres egne konger. Striden om tittelen som romersk keiser, og ble utkjempet mellom to italienske adelsmenn: Guido III av Spoleto og Berengar av Friuli.