После первых поражений французских войск во Франции стали нарастать антибонапартистские настроения. Однако пришедшая 9 августа к власти правобонапартистская группировка во главе с графем Паликао подчинила свою политику интересам сохранения бонапартистского режима и тем самым ускорила военный разгром Франции.
12 августа Наполеон III передал в Меце обязанности главнокомандующего маршалу А.Ф. Базену и уехал в Шалон. Базен принял решение отвести свою армию через Верден к Шалону, соединиться с армией Мак-Магона и прикрыть направление на Париж. Германское командование после непродолжительной остановки на р. Саар возобновило наступление, 3-я германская армия, не встречая сопротивления, двигалась на Люневиль, Нанси; 1-я германская армия наступала на Мец; 2-я германская армия двигалась на Понт-а-Муссон, заходя во фланг и тыл французским войскам в районе Меца. 14 августа 1-я германская армия атаковала французская войска на левом берегу р. Мозель в районе Коломбо – Нуйи (восточнее Меца). Бой не принёс победы ни одной из сторон, но задержал переправу армии Базена через Мозель. 15 августа, когда французские войска возобновили отступление, пути на Верден были уже перекрыты двумя корпусами 2-й германской армии. В сражениях при Вионвиль – Марс-ла-Тур (16 августа) и Сен-Прива – Гравелот (18 августа) армия Базена потерпела поражение, была отброшена к Мецу и блокирована 7 германскими корпусами. Германскому наступлению на Париж противостояла Шалонская армия маршала Мак-Магона (около 140 тысяч человек).
По указанию правительства, требовавшего принять решительные меры для деблокады осажденной в Меце армии Базена, Мак-Магон начал движение к Мецу. Германское командование направило против него 3-ю и вновь созданную Маасскую армии, которые наступали широким фронтом на север и на северо-восток наперерез Шалонской армии. В результате она оказалась окруженной в районе Седана. 1 сентября началось сражение, которое решило участь армии Мак-Магона. Германские войска, располагая численным превосходством, позиционным преимуществом и сильной артиллерией, нанесли сокрушительное поражение французской армии. После упорного 12-часового сражения по приказу Наполеона III над седанской крепостью был поднят белый флаг. 2 сентября Шалонская армия капитулировала. Седанская катастрофа послужила толчком к революции 4 сентября 1870. Вторая империя пала. Франция была провозглашена республикой. К власти пришло правительство буржуазных республиканцев и орлеанистов во главе с генералом Л. Ж. Трошю («правительство национальной обороны»).
С разгромом Второй империи и её падением были устранены внешние причины, затруднявшие объединение Германии. В ноябре 1870 между Северогерманским союзом и южногерманскими государствами – Баденом, Баварией, Гессен-Дармштадтом, Вюртембергом – были подписаны союзные договоры, в соответствии с которыми южно-германские государства вынуждены были согласиться войти в состав создававшейся Германской империи.
С сентября 1870 характер Франко-Прусской войны изменился. Она стала справедливой, освободительной со стороны Франции и захватнической со стороны Германии, стремившейся к отторжению от Франции Эльзаса и Лотарингии. Для руководства военными усилиями Франции была создана делегация правительства в Туре (затем в Бордо); с 9 октября её возглавил Л. Гамбетта. Благодаря активному участию народных масс в обороне страны турской делегации удалось в короткий срок сформировать 11 новых корпусов общей численностью 220 тысяч человек из резервистов и мобилей (необученный резерв армии).