Die Abgeordneten der Paulskirche hatten auch die Aufgabe, die Grenzen eines künftigen deutschen Nationalstaates zu bestimmen. Die Befürworter der "großdeutschen Lösung" forderten die Einbindung DeutschÖsterreichs in das zu gründende Reich, die nichtdeutschen Länder der HabsburgerMonarchie sollten jedoch ausgeschlossen werden. Der österreichische Vielvölkerstaat beharrte aber auf seiner staatsrechtlichen Einheit. Auch deshalb entschieden die Anhänger einer "kleindeutschen Lösung" den Konflikt für sich.
Die "Verfassung des Deutschen Reiches" sah einen Nationalstaat auf Basis einer konstitutionellen Erbmonarchie vor. An der Spitze des Bundesstaates sollte ein Kaiser stehen. Ein demokratisch gewähltes Volkshaus und ein föderativ strukturiertes Staatenhaus sollten gemeinsam den Reichstag bilden.
Am 28. März 1849 wählten die Abgeordneten mit knapper Mehrheit König Friedrich Wilhelm IV. von Preußen zum "Kaiser der Deutschen". Friedrich Wilhelm IV. lehnte das ihm angebotene Amt jedoch ab, da der Kaiserkrone der "Ludergeruch der Revolution" anhafte. Zugleich erkannten Österreich, Preußen, Bayern, Hannover, Sachsen und andere Staaten die "revolutionäre" Reichsverfassung nicht an.
Der Versuch, einen konstitutionell verfassten Nationalstaat auf parlamentarischem Weg zu gründen, war damit gescheitert. Radikaldemokratische Kräfte versuchten daraufhin, die Reichsverfassung auch mit den Mitteln des bewaffneten Kampfes durchzusetzen. Die militärische Niederschlagung der "Reichsverfassungskampagne" im Juli 1849 besiegelte das Ende der Revolution in Deutschland. Zahlreiche Revolutionäre, unter ihnen Parlamentarier der Paulskirche, flohen vor politischer Verfolgung ins Ausland.