1870年7月19日，柏林。法国代办向普鲁士外交部递交宣战书。那则俾斯麦版的电文激怒了全德意志。人们也在高呼：“打到巴黎去！”原来还存二心的南德各邦，现在开始总动员。巴伐利亚、巴登和符登堡向柏林保证，月底前可有50万军队开往边境。各大国首都情报表明，奥意俄都认为法国太过分了，英国却持事不关己的态度。俾斯麦此时打开保险箱，取出3年前贝内德迪亲笔写的，拿破仑三世除要兰道、萨尔布吕肯、卢森堡之外，还要兼并比利时的备忘录。7月25日，伦敦《泰晤士报》在柏林电讯的名目下用头版头条以照相制版形式刊载了贝内德迪的杰作！这一天伦敦炸开了锅，“好家伙，才看出法国人真坏透了，不要安特卫普这把手枪，要整个比利时，野心还小吗？况且还瞒骗了我们整整3年！普法要打仗，随他们去，我们绝不介入。”俾斯麦把法国置于完全不义的地位，法兰西至此被俾斯麦彻底孤立了。
英国记者查尔兹·劳莱从柏林报道说：“7月中，德意志国民奋起的悲壮情景恐怕是世界史上前所未有的。他们群情激愤，同仇敌忾，有钱出钱，有力出力。他们燃烧着立即出征的欲望，充满着勇往直前的信念，忘却了前不久的内讧，抛弃了种族、宗教、政见的区别。北从波罗的海，南到黑山林地，东起柯尼斯堡，西至科隆莱茵。到处都燃烧着条顿民族十字军骑士的那种热情，他们齐集于普鲁士国旗周围。法兰西进军号声，被激起的德意志千万人齐声迸发出《守望莱茵河》的歌声狂涛而吞没。”
早在1868年至1869年之交的冬季，毛奇主持拟定了对法作战计划，普方按计划将兵员、物资充分利用高效率的铁路系统源源不断地运往边境。
拿破仑三世原想在普鲁士猝不及防时，集结优势兵力，跨过莱茵河，攻入法兰克福，切断南北德的联系，打乱普鲁士作战部署，最终得胜。战前，法陆军部长狂妄叫嚣：“我们完全准备好了，连最后一个士兵的靴扣都准备好了。”但恰好相反，法军能开赴前线的兵力仅20万，且装备短缺。军事总动员令下达，军方陷入混乱。将领不知自己部队驻防何处，有些军事长官还待在阿尔及利亚。法军没有制定战争计划，宣战时仓促赶制的计划错漏百出、顾此失彼，他们一厢情愿地想着马上攻入德境，开赴前线的部队只配备德国地图反而没有法国边境地图。宣战前有人问陆军部队，军用地图在哪。部长指着他别的军刀说：“这就是我的地图！它指到哪，军队就可打到哪，我们将攻无不克、战无不胜。”他做梦也没想到后来战争完全在法国境内进行。
7月26日，法方拼凑了7个军开赴前线。因法军需部门沿袭已久的贪污腐化，出征粮草等物资迟迟不能供应前线，催索粮草、军火、药品、帐篷、水壶、锅灶等等的电报不断困扰巴黎。拿破仑三世错误估计南北德不会结盟，而大大地低估了普方实力。
此时，普方给养充足、装备精良的三个军团75万人，正集结于莱茵河西岸严阵以待。其序列如下：
第一军团：8.5万人，由卡尔·斯坦因米兹指挥，布防于特利尔到萨尔布吕肯之间。
第二军团：21万人，由腓特烈·卡尔亲王指挥，驻扎在宾根到曼海姆一带。
第三军团：18万人，由王太子指挥，集结在兰道与乌尔斯之间。
法军没有集中，各军团、各军分别集结于卢森堡南端的隆维到斯特拉斯堡之间的地区。第一线分八个地区，依梅斯至南锡—贝尔德一线向后形成梯级配置。运输系统临时拼凑，弹药奇缺、征兵不足、编制不满。这种单纯为进攻而设置的部署，于防御毫无用处。法军还没有情报部门，各级指挥官盲目地指挥部队。拿破仑三世带着他那酒囊饭袋的陆军部长和要继位的小太子，7月28日前往梅斯大本营，他在做伟大的高卢统帅的美梦。
1870年7月31日，俾斯麦戴上尖顶头盔，身着后备军现役少将制服，蹬上一直到大腿的长统靴，告别妻子，赴柏林车站，随国王去前线。
8月2日，法军第二军一部攻入德境摩泽尔河畔的萨尔布吕肯，击败普军第一军团一个营，这场小小的前哨战拉开了普法战争的序幕。
各方面迹象使法皇警醒，强敌在前！他马上将法军统编为两个军团，三个最南端的军编为阿尔萨斯军团，由麦克马洪元帅统领，北方和左翼的几个军编为洛林军团，由巴赞元帅节制。
8月4日清晨，普军王太子的第三军团，以4路纵队前进，在莱茵河上游的小支流劳托河附近卫森堡，奇袭麦克马洪的一个先头师。麦克马洪军团仅一个军接战，因寡不敌众，且战且走，后来以一森林苔地作为阵地，以劳托河为屏障抵抗待援。当晚，巴黎误传：法军大获全胜，歼灭普军2万，普王太子被生俘。在巴黎大轰大嗡的庆祝时，普军在乌尔斯部署反击，以包抄敌军两翼，并用主力对付法军右翼，普将150门火炮用于主攻方向。麦克马洪的骑兵反冲锋做徒劳牺牲，无法阻挡普军合围。晚，麦克马洪部队往沙隆逃窜。法国东部孚日山脉屏障被击破，通往巴黎的大门敞开了。
8月6日，乌尔斯战役同一天，萨尔布吕肯东南高地斯匹赫尔恩战役打响了。普军第一、二军团在萨尔布吕肯小接触后即向洛林排山倒海似地推进。巴黎的法军在三个防区守备，但彼此不能呼应。法第二军首先与普军两军团一部接火，战斗进行了一整天。普军源源而至，法军阵地两翼眼看要被包围，而巴赞却无增援该军意向，该军只好放弃阵地撤退。
8月6日至15日，毛奇命令普军第三军团在麦克马洪之后，第一、二军团在巴赞之后追击，他的战略目的是在法两军团间打进一个楔子，以威胁巴赞后方的交通线，进而各个击破。
拿破仑三世在连吃败仗后放弃了指挥，退守凡尔登，临阵免了陆军部长之职，改任查尔兹为法军总司令，把小太子送回巴黎。同时，将莱茵地区的法军再行大改编，退回梅斯；麦克马洪部也在沙隆改编。8月15日，波尼之战开始，巴赞部受普军第一军团追击渡过摩泽尔河。巴赞企图退守凡尔登与麦克马洪会合。但普军第二军团在蓬塔木松附近强渡摩泽尔河，切断了他的退路。巴赞想突破封锁，在摩泽尔河和奥尼河之间集中兵力，左依梅斯面对南方。
16日，普军卡尔亲王的第二军团于黎明前向北前进，越过凡尔登—梅斯间的大道与法军打了起来。先头一军立即发动攻击，后续二军闻炮声改急行军。法军骑兵组织冲锋，损失惨重而退。双方骑兵连续出击，混战一小时，直到精疲力竭才鸣金收兵。这天的战斗是普法开战以来最为艰苦的一天。普军损失1.7万人，法军为1.6万人。
俾斯麦在前线几乎天天给约翰娜写信。16日夜，他在蓬塔木松的大本营刚写完信，便接到一个噩耗，“大儿子赫伯特阵亡！”他的两个宝贝儿子都在第二军团，还未出门又来了第二个噩耗，“小儿子比尔身负重彩。”俾斯麦在战事初起时，曾吩咐过弟兄俩，若受伤，即用电报通知大本营，切不能先告诉母亲和妹妹。俾斯麦立刻骑马急驶30公里，到临时成立的野战医院找儿子。早晨，他在马里阿维一家农户找到大腿中了一枪的赫伯特。不久，他又找到了比尔。
8月17日，巴赞的军队退到梅斯附近，18日，毛奇在格拉维洛塔和圣普利瓦特两个村庄之间亲自指挥攻击巴赞。10万普军轮番出阵，从早晨打到傍晚法军还无败象。这时萨克森的一个军赶来增援，再加上20个炮兵连的火力掩护，普军才始占上风。
普军另一翼在格拉维洛塔遭到的抵抗同样顽强。这里的法军充分发挥了沙斯波式后膛枪的长处，同时，还有一种25管米特拉约兹的新式重机枪崭露头角。普军进攻部队受阻，由动摇以至抱头鼠窜，步、骑、炮三个兵种搅成一团溃不成军，法军的下级军官主动追击，由于法军高级将领没有利用这个楔机发展战果，不然格拉维洛塔—圣普利瓦特战役的结局会是另一个样子。
入夜，巴赞命令退却。毛奇马上用13万兵力包围梅斯，同时组建一个默兹河军团，向沙隆方向前进。因为麦克马洪正在那里整编部队。这时普军第三军团径向巴黎进发。
麦克马洪这时按理应向西退却，捍卫首都巴黎，并避开普军锋芒以保全法军实力。然而，欧仁妮皇后来电说，回师巴黎可能会引发革命。拿破仑三世便命令麦克马洪为梅斯解围。8月22日，麦克马洪率新编沙隆军团12万人由兰斯出发去救援巴赞。就在这几天，毛奇在下意识搜集的法方报纸上看到麦克马洪部调动的情况，他当机立断，命令王太子的第三军团杀个回马枪，这便是军事史上有名的“毛奇大转弯”。他还集中了所有能调动的兵力来围歼麦克马洪。8月26日，普鲁士向外界发布了一则重要电讯，声称威廉一世的大本营将由蓬塔木松转移到巴勒迪克（该城位于直通巴黎的主干线上），第一军团和第二军团仍留在原地对付巴赞军团，第三军团和德意志其他部队坚定地向巴黎挺进。欧洲舆论界和各国军界都信以为真。但是，有一位普鲁士的军事天才在第二天就看出了毛奇的真实意图，并有文章言论立此存照，他就是远离欧陆待在英国的恩格斯。伦敦有张《派尔—麦尔新闻》的日报，恩格斯从1870年7月29日到次年2月18日，在此报发表了59篇关于普法战争的军事短评。他在“战争短评十三”中就准确地预见到法军的覆灭，文章说：“麦克马洪的军队可能被迫在梅济埃尔和沙尔蒙—纪韦之间的法国那片向比利时领土突出的狭窄地带投降。”如果说恩格斯深知毛奇的话，那么马克思也深知俾斯麦，平心而论他们四人都是天才，据说俾斯麦曾想延揽马克思，但马克思认为道不同不相为谋而不愿见前者。
8月29日，普鲁士默兹河军团截断了麦克马洪与梅斯的联络，并将法军驱赶向北，便掉进自巴黎方向回师的第三军团张开着的口袋。麦克马洪将色当要塞认作避难所。正是毛奇、恩格斯等人认作的口袋底。色当位于默兹河右岸，紧靠比利时。此城堡据说是15世纪时欧洲最大的。法国17世纪名将蒂雷纳就生于此城堡中。麦克马洪若能机动灵活，还有可能从西北方向尚未扎住的袋口出逃。然而他竟让他的部下混乱不堪地待在色当四周因循苟且。
29日至31日，经默兹河畔三次战斗后，麦克马洪退守色当要塞，正当他们考虑出击去梅斯还是西撤巴黎时，王太子统率的第三军团扎紧了口袋口，完成了色当之围。
8月30日，俾斯麦警告比利时政府，逃入比境的法军必须解除武装，否则普军将越境追击。比利时电讯说：“有几千名法军越过边境而被解除了武装。”31日毛奇对着墙上的军事地图洋洋得意地说：“啊哈！现在我们可把这些法国佬关进老鼠笼里了。”兵贵神速，是夜毛奇乘法军高卧之时，命令普军机动迂回，从西翼合围色当。9月1日，清早的色当笼罩着弥天大雾。当浓雾刚刚消散，太阳才露出笑脸，400门克虏伯火炮向默兹河东岸的法军阵地轰击，炮弹内装填的诺贝尔公司在德境内工厂生产的“达纳炸药”，这威力空前的炸药使炮弹高速飞向法军阵地，并在那儿铺天盖地地猛烈爆炸，法军阵地成了一遍火海，太阳顿呈血色……。普军炮兵第一轮轰击就使麦克马洪负伤。法军指挥部陷入混乱。毛奇指挥普军向前跃进，缩小包围圈。普军阵地弗雷努瓦村一个小山丘上，威廉一世率领一大帮人在观战，这里离色当仅3公里，比上次萨多瓦观战处离主战场更近。威廉一世身边有三巨头，有十数位德意志王公，另外还有《泰晤士报》的记者罗素，库图佐夫的孙子谢立登将军等显赫名流。
400门克虏伯火炮轮番轰击，下午普军发起总攻。此时是1870年9月1日午后4点30分，抱病在军中的拿破仑三世希望战死不成，便在脸上薄施胭脂来掩饰苍白面色，接着悬起了白旗。毛奇发现白旗，便立即命令普军阵地所有枪炮停止发言，然后派出萨伦朵夫上校赴敌阵。不到午后6点30分，上校返回，和上校同来的一名法军军官带来了法皇给威廉一世的信。威廉一世展读道：
我的兄弟：
命运没有使我殁于军旅，我只有将我的佩剑交纳于陛下手中。
你的善良的兄弟拿破仑
9月1日，于色当。
俾斯麦代表国王口授了一封复信：
我的兄弟：
我很遗憾，我将接受陛下的佩剑，望您委派一名负有全权之责的军官，前来洽谈您麾下如此忠勇的军队的投降事宜。我方将委托毛奇将军参与接洽。
陛下的兄弟威廉1870年9月1日，于色当。
法方使者返回色当的时候，血色的太阳已在普军主攻军阵地的西边落下。使者在归途听到身后响起了歌声，便不经意地回过头去。他吃惊地看到西边平野丘岗普军阵地也成了一片火海！这是普军为庆祝胜利，一边唱着《守望莱茵河》，一边燃起了无数堆篝火。当晚，法军两名高级将领文普芬和卡斯托到唐谢里与俾斯麦和毛奇开始谈判。俾斯麦告诉法国人说，停火可延到明日上午9时，以便使他们回去后同拿破仑三世相商。其时已是午夜。毛奇和俾斯麦在唐谢里睡了几个小时，威廉一世待在离此不远的旺德勒塞大本营。
9月2日一大早，俾斯麦穿上他那烟尘仆仆肮脏不堪的军装，套上长靴戴上军帽，策马5公里，会见了拿破仑三世。法皇坐在一辆双驾马车上，身边站着三名军官，另外还有三名军官骑马护驾。法皇提出想见普王，俾斯麦托辞威廉军营离此地较远。
在一户纺织工人的房子里俾斯麦和法皇登上了狭而嘎嘎作响的楼梯，进了二楼一间小房，房间仅一个窗子，两张灯心草编椅和一张云杉木桌。他俩在此会谈了两个多小时。这时毛奇正好赶来。
俾斯麦换了一身整洁制服，与身着铠甲的骑兵仪仗队一道护送拿破仑三世到弗雷努瓦村休息。毛奇和文普芬签订投降书之后，威廉一世会晤了被俘的拿破仑三世。两位陛下都动了感情，拿破仑三世出来时，热泪盈眶不能自已。
色当战后，法军8.3万人投降，449门火炮和全部枪支弹药、马匹辎重等作为战利品交缴普方。9月3日，在早晨的蒙蒙细雨中，当拿破仑三世的马车仍由身着号衣头戴扑粉假发的仆役驾驶和护卫着通过时，俾斯麦和毛奇恭候在唐谢里公路边以军礼致敬，他俩目送着马车消失在比利时边境方向。
9月5日，拿破仑三世抵达普鲁士国王的城堡威廉斯赫埃。他在这里被囚禁到1871年3月19日。1873年1月9日，拿破仑三世在英国死于肾结石切除手术，遗体葬于伦敦南部法恩巴勒墓地。
