Српска војска је освојила град Сер 25. септембра 1345. године. Освојена је и Халкидика, укључујући Свету гору Атонску. Увидевши да је Византијско царство ослабило, Душан одлучује да на рушевинама Византије подигне империју једног младог народа пуног снаге. Након свих освајања Стефан Душан је одлучио да се прогласи за цара. Склопио је договор са Светом гором, која је византиског цара одувек сматрала за свог јединог и легитимног владара. Светогорски Протат је одлучио да се Душаново име спомиње у свим молитвама после имена византијског цара Јована V. За узврат, Душан се обавезао да ће поштовати аутономију Свете горе. Краљ Стефан Душан се прогласио за цара око Божића (25. децембра 1345.) у граду Серу. Према устаљеним обичајима цариградски патријарх је крунисао цареве на Истоку, а папа цареве на Западу. Пошто се није могао надати да ће га ико од ове двојице крунисати, српска архиепископија је уздигнута на ранг патријаршије. Архиепископ Јоаникије је постао први српски патријарх.

Стефан Душан је крунисан за цара Срба и Грка на Ускрс (16. априла 1346.) у Скопљу. Крунисање су обавили српски патријарх Јоаникије и трновски патријарх Симеон. Образложење за овај поступак цар Душан је нашао у учењу хришћанске цркве. Све што је некада Господ даровао првом хришћанском цару, Константину Великом, прешло је у Душанове руке. Мисли се на земље и велике градове „грчког царства“. Душанова титула сада је гласила: Вољом Божјом, Благоверни и Христољубиви цар Србљем и Грком и земље поморске и свему дису (западу).

Кантакузин је успео да 1347. године постане византијски цар. Он као и сви учени Грци Душана назива „српским краљем“, јер је сматрао да је у хришћанској васељени једини цар – византијски цар. Међутим, на Истоку је већ одраније постојао бугарски цар, мада се његова титула на западу третирала као краљевска. Против новостворене Српске патријаршије била је Цариградска патријаршија, чији су многобројни поседи прикључени Српској цркви. Цариградски патријарх Калист је, подстакнут од цара Јована VI Кантакузина, бацио анатему на цара Душана, патријарха Јоаникија и све српско свештенство и исључио их из заједнице православних хришћана (1350.). Сама анатема била је више политичке него верске природе што се види из чињенице да је бачена пар година после душановог крунисања за цара. Ова анатема је скинута за време кнеза Лазара 1375. године. Душан је за свог савладара одредио сина Уроша и доделио му титулу краља. Душан је, као цар, додељивао титуле и звања. Деспоти су постали: Душанов полубрат Симеон (Синиша), брат царице Јелене Јован Асен, потом Јован Оливер и Иваниш Бериславић. Севастократори су постали: муж Душанове сестре Евдокије Дејан, отац Вука Бранковића Бранко Младеновић. Кесари су постали: Гргур Голубић, Душанов војсковођа Прељуб те Воихна.