Стратегическое положение Франции было тяжёлым, 3-я германская армия двигалась через Реймс – Эперне на Париж; севернее, через Лан – Суассон, наступала Маасская армия. 19 сентября Париж был окружен. В городе находилось около 80 тысяч регулярных войск и около 450 тысяч национальных гвардейцев и мобилей. Оборона Парижа опиралась на бастионы крепостного вала и 16 фортов. Германское командование не имело достаточных сил для штурма и ограничилось блокадой. У стен Меца продолжала находиться большая осадная армия принца Фридриха Карла. Гарнизоны многих французских крепостей, оставшиеся в тылу германских войск, продолжали оказывать сопротивление. Южнее Орлеана была создана Луарская армия, в районе Амьена – Северная армия и в верховье Луары – Восточная армия. На оккупированной территории Франции началась партизанская борьба против германских войск, которую вели отряды франтиреров (вольных стрелков) (до 50 тысяч человек). Итальянский революционер Дж. Гарибальди создал добровольческий интернациональный отряд (Вогезская армия), который действовал в горном районе юго-восточнее Дижона. Однако операции вновь созданных французских армий велись без достаточной подготовки, не согласовывались с действиями парижского гарнизона и между собой и не приводили к решительным результатам. Капитуляция маршала Базена, сдавшего 27 октября без боя большую армию в Меце, освободила значительные силы противника, 1-я германская армия была выдвинута в район Компьеня для обеспечения осады Парижа с севера и действий против французской Северной армии. В конце ноября германские войска оттеснили Северную армию от Амьена к Аррасу, а в январе 1871 нанесли ей поражение у Сен-Кантена. В начале ноября Луарская армия провела удачное наступление на Орлеан, но в начале декабря и в январе 1871 французские войска потерпели поражение. Восточная армия в ноябре вела наступление от Безансона на восток, но в январе 1871 потерпела поражение западнее Бельфора и отступила к Безансону, а затем часть её отошла на территорию Швейцарии и была интернирована. Попытки парижского гарнизона прорвать кольцо блокады также окончились неудачей.
В целом «правительство национальной обороны» не смогло организовать эффективный отпор врагу. Нежелание вооружить народ, страх перед революционными выступлениями побуждали французское правительство добиваться скорейшего заключения мира. Неспособность правительства возглавить борьбу с врагом, тайные переговоры о перемирии, тяготы войны и осады вызвали восстания парижан 31 октября 1870 и 22 января 1871. 18 января 1871 в Версале была провозглашена Германская империя. Имперская конституция закрепила в объединённой Германии гегемонию Пруссии. Прусский король стал наследственным германским императором. Завершение объединения Германии произошло «сверху» – под главенством прусского юнкерства и милитаризма.
28 января 1871 было заключено перемирие на тяжёлых для Франции условиях. Германским войскам передавалось большинство французских фортов, большое количество оружия и боеприпасов, Париж выплачивал 200 млн. франков контрибуции. Гарнизон Парижа (за исключением 1 дивизии и частей Национальной гвардии) капитулировал и разоружался. К этому времени германские войска оккупировали свыше 1/3 территории Франции с населением более 10 млн. человек.