也缘于李鸿章的妥协求和得到清廷的认可，本来在对待法国侵略的态度上已摇摆不定的清政府此刻更加动摇，所以未采纳左宗棠的主张，并阻止由黄少春募兵增援滇、粤边境。
四月二十一日（5月15日），左宗棠离开南京趋往北京。行途之中，他细心研读了李鸿章与福禄诺在天津议订的《简明条约》五条，并于“途间细思中、法议和，上关国家大计，有不能无疑者，应即条陈所见，聊效一得之愚”。于是，他写下了《时务说帖》。在这篇说帖中，左宗棠不仅回顾了他总督两江，“时逾两载，所创举者，增制船炮、兴办水利、增复盐引为三大宗”的政绩，而且反复阐述了对付法国侵略“非决计议战不可”、“议和之应从缓”的鲜明见解，进一步表示了他愿“亲往视师”，誓与法国侵略者血战到底的英勇气概。他说：
宗棠今春有增灶之请，意在令黄少春纠集旧部，添造水师船只，会同王德榜札饬刘永福挑选熟习海战弁丁，为其管带驾驶，冀收桑榆之效。倘蒙谕允，宗棠亲往视师。窃自揣衰庸无似，然督师有年，旧部健将尚多，可当丑虏。揆时度势，尚有可为，冀收安南仍列藩封而后己。不效则请重治其罪，以谢天下。此一劳永逸之策也。
左宗棠希望能通过这篇说帖打动清廷，赢得支持，以从根本上扭转中法战争的不利局面。他正是怀着这样的心境奔向京城的。
观音桥事件
左宗棠经一个月的“水陆趱程，未敢休憩”，终于在光绪十年五月二十日（1884年6月13日）抵达京师。五天后，清廷发布“上谕”：着左宗棠“仍在军机大臣上行走，该大学士卓著勋绩，年逾七旬，着加恩毋庸常川入直，遇有紧要事件，豫备传问。并着管理神机营事务”。左宗棠再次担任军机大臣。
左宗棠再度入职军机处，对和战之局有着重大影响。原因是李鸿章签订《中法简明条约》后，引起了京师及地方的普遍反对，清廷迫于舆论压力，不得不做出几分主战姿态。四月二十八日，清廷派一向主战的前山西巡抚张之洞署理两广总督。接着，左宗棠又再入枢机。这些都表明清廷有转向主战的意图。所以李鸿章在清廷任命左宗棠为军机大臣的“上谕”发布后第二天，即致电淮军将领、广西巡抚潘鼎新说：“左相进京，正议主战，内意游移。”
也就在《中法简明条约》签订后仅四十多天，法军于闰五月初一日（1884年6月23日）不等中法全权大臣商定清军撤军的具体时间与办法，突然到达北黎（观音桥），通令驻守在那里的清军立即退回中国境内。清军因未接到撤退命令，不便遽然撤兵，派出代表与法军交涉。法军残酷杀害了三名清军代表，并向清军阵地发动进攻，全被击退。此事被称为“北黎冲突”或“观音桥事件”。
法国挑衅失败，反诬中国破坏《中法会议简明条约》。
针对法国新的军事挑衅，左宗棠根据王德榜发自前线的电文，于闰五月初七日向清廷上奏陈述了他对战局的看法。据王德榜电文称，“法人果又蠢动”，“分为两路，一犯观音桥长庆粤西各营，一犯王德榜谷松之营”。“各军请战”，而“潘鼎新谕令毋得生衅”。因此，左宗棠请求清廷敕下滇、粤督抚“严饬防军，稳扎稳打，痛予剿办”，这样才能对付法军的侵略活动。左宗棠还指出：“法人请和之不足信，而缓兵之伎俩毕露矣，且自天津和议条款一出，天下臣民莫不共愤而痛憾狡虏之欺侮朝廷也。兹又衅自彼开，法人虽狡，无可置辩。”因此，左宗棠一再强调必须以战取胜。他复请饬黄少春募军赴边，会同王德榜、刘永福等军痛击法国侵略者，“以张挞伐而振天威”。左宗棠此折得到清廷赞许。
法国代理公使谢满禄于7月12日向清政府提出最后通牒，要中国立即从越南撤兵，对法赔款2.5亿法郎（约合白银3800万两）。否则，法国将占领中国一两个沿海港口作为赔款的担保品，并极其蛮横地限令7日内答复。7月13日，法国海军部长裴龙电令侵华海军司令孤拔：“派遣你所有可调用的船只到福州和基隆去，我们的用意是要拿住这两个埠口作质，如果我们的最后通牒被拒绝的话。”次日，两艘法国军舰以游历为名，开入闽江口。两天后，孤拔率法军舰队闯入闽江的马尾港。
六月十五日（8月5日），法国远东舰队的三艘军舰突然袭击台湾基隆。督办台湾防务大臣刘铭传指挥清军顽强抵抗，打退了侵略者的进犯，取得基隆保卫战的胜利。
然而，清廷却因法军侵略基隆而又在动摇不定。清廷乞求列强出面调停，却因“英、德与法仇，不肯过问”而毫无结果。李鸿章乘机怂恿清廷接受法国提出的赔款议和条件，甚至以“战后亦必赔偿，为数更巨”来吓唬清廷。慈禧太后六神无主，急忙召见奕哭诉：“不愿再经咸丰故事，但亦不愿大清江山由我而失，由我示弱。”奕回答说：“可以打。”慈禧太后也说：“打就打到底。”接着，慈禧太后召开了由御前大臣、军机大臣、总理衙门大臣及六部九卿参加的御前会议。她说：“和亦后悔，不和亦后悔。和就示弱，不和会割地赔款而且损伤不少，或许引起内乱而且亦赔不起。”显然，慈禧太后仍在和与战之间徘徊。她讲了这番话后，会场一片寂静，许久无人答言。猛然间左宗棠站出来疾呼道：“中国不能永远屈服于洋人，与其赔款，不如拿赔款做战费。”慈禧太后听过此言，遂下令罢朝，含泪称是。至此，清廷才下了主战的决心。
法国悍然进攻基隆，在中国东南沿海挑起战端。法军受挫于基隆后，法国政府决定扩大侵华战争，通过驻华代理公使谢满禄于六月二十九日向清政府提出赔款8000万法郎的新条件，并以最后通牒的形式限48小时内答复，否则下旗离京，由孤拔立即采取军事行动。清政府拒绝了法国的无理要求。七月初一日，谢满禄果然下旗离开北京。初三日（8月23日），孤拔指挥法国舰队向停泊在福州马尾军港的福建海军发起突然袭击。福建海军的军舰还没有来得及起锚，就被法舰的一排重炮击沉两艘，重伤四艘。福建海军仓促应战，十分被动，广大爱国官兵仍奋勇还击，但已无法挽回败局。经短短一个多小时的海战，福建海军的11艘战舰均为法舰击沉、击伤，官兵伤亡700余人，福建海军几乎全军覆没。第二天，法军又向位于马江北岸的福州船政局开炮，击毁许多厂房和厂内正在制造的舰船。由于船政局作了积极布防，法军攻占船厂的计划未能得逞。
马尾之战爆发后的第三天，即七月初六日（8月26日），清廷下诏对法宣战，谴责法国“专行诡计，反复无常，先启兵端”。同时，根据“应以进兵越南，规复北圻，俾彼族不敢悉众内犯为制敌要策”的指导思想，确定了沿海防御，陆路反攻，“牵敌以战越为上策”的战略方针。法国则决定以海军攻占台湾，“据地为质，挟中国议约”，同时命陆军向驻守谅山的清军发动进攻，占领越南全境，然后由陆路将战火直接烧至中国本土。此时，左宗棠深为福建沿海的严重局势焦急不安。
七月十五日（9月4日），他亲赴醇王府面见奕譞，请求统兵出征。奕譞在记述与左谈话的情形中说：“左相响晦来谈，仍是伏波据案之慨，其志甚坚，其行甚急。已嘱其少安毋躁，十八日代为请旨，始去。”七月十八日（9月7日），清廷任命左宗棠为钦差大臣，督办福建军务。
此前，左宗棠曾多次要求奔赴前线同法国侵略者决战，但均没有得到清廷的允准。是刻，他的愿望终于实现，其心情可以说是万分激动的。他以72岁的高龄，不顾体多有病，毅然投身到抗法前线。
七月二十五日（9月14日），左宗棠在起程前特地向翁同龢辞别。他在翁同龢处“坐良久”，“其言衷于理而气特壮”，给翁留下深刻的印象，两人“怅惘而别”。
9月中旬，法侵华海军司令孤拔率军舰五艘，副司令利土比率军舰三艘，分别进攻台湾的基隆和淡水，企图在两处得手后合击台北。10月1日，法军在猛烈的舰炮掩护下，攻占基隆。10月2日，进攻淡水的法军遭到惨败。8日，得到增援的法军在强大炮火支持下强行登陆，再次猛攻淡水。刘铭传指挥清军、民团等诱敌陆战，设伏截击，经过几个小时的拉锯战，法军死伤数十人，狼狈逃回军舰，慌乱中又有数十人坠海溺死。法军在淡水失败后，将兵力收缩至基隆，并于10月下旬封锁台湾，企图孤立台湾守军。
对于左宗棠勇于赴汤蹈火的果敢行为，舆论界曾作出如此评价：“左侯相以闽事吃紧，慷慨请行，所谓一息尚存，此志不容少懈，方之古名臣，曾不多让！诚哉斯言！”
不败而败的中法之战
法军在马尾海战后，气焰更加嚣张，在台湾和北圻两个战场陆续发动了大规模进攻。1884年8月10日，法国军舰频繁向台湾基隆、沪尾等发炮进攻，都被督办台湾军务大臣刘铭传率台湾军民英勇击退，粉碎了敌军侵占台北的计划。
1885年，孤拔率军舰多次进犯镇海，清军在浙江提督欧阳利见的指挥下沉着应战，击沉、击伤法军舢板及舰只各两艘。孤拔本人中弹受伤，被迫于3月7日南撤，转而攻占澎湖岛。不久，孤拔死于澎湖。
在法军封锁台湾、侵扰浙江镇海之时，清军也在北圻向法军发起反击。
在西线战场上，自1884年10月至1885年3月，中法军队在宣光反复争夺。清军与黑旗军紧密配合，虽取得歼敌千人的战绩，但因法军不断得到增援，始终未能攻克宣光，被迫撤出战斗，准备新的反攻。在东线战场上，清军出谅山反攻船头、郎甲一线。1885年1月底，法军7000余人分别由波里也和尼格里指挥，由河内出发，向清军进行反扑，不久攻占谷松。2月13日，王德榜将军火辎重移屯禄州后，全军疾趋谅山。23日，潘鼎新部在镇南关不战而溃，潘鼎新仓皇逃窜，“不知所往”，所部军无主将，大掠龙州。广西边境地区兵慌马乱，岌岌不可终日。2月23日，法军攻占中越边境重镇——镇南关。后因担心战线过长，给养困难，炸毁了镇南关城墙及附近的清军防御工事，退回越南境内的文渊（今同登）、谅山，并在关前废墟上竖起一块木牌，狂妄地宣称“广西的门户已不再存在了”。这时，称疾在乡的老将冯子材受命帮办广西关外军务，率部开赴前线，收编溃散清军，整饬军纪，被前线各路清军将领推举为前敌总指挥。当地军民信心倍增，在法军竖立木牌的地方也竖立起一块木牌，上面针锋相对地写着“我们将用法国人的头颅重建我们的门户”。
潘鼎新被革职，两广总督张之洞奏准请出年近70的爱国老将冯子材帮办军务，任主帅。
冯子材（1818—1903），晚清抗法名将，字南干，号萃亭，汉族，广西钦州人。咸丰当政期间从向荣、张国梁镇压太平军，同治年间累擢广西提督，中法战起，起用为广西关外军务帮办，大败法军于镇南关，攻克文渊、谅山，重创法军司令尼格里，授云南提督。甲午战争期间奉调驻守镇江，官终贵州提督。治军四十余年，寒素如故。卒谥勇毅。
冯子材率军挺进关内十里的关前隘，筑垒掘壕固守，与坚守山隘的王德榜互为联系。3月23日，法军猛扑关前隘，冯军连失三垒，形势危迫。以后，法军又连次猛犯，冯军再失二垒。就在这关键时刻，王德榜挥师出击，分兵为二，以一遥作声援为正兵，另“以各分统挑选精锐从山僻绝径分支夺险为奇兵，从甫谷抄出，攻其无备，将敌后劲歼献尽净”。所有法军囤积献军火，为王德榜悉数缴获。进犯关前隘的法军发现军火被截，后路被切断，士气涣散，军心动摇。法军将领企图以进攻关前隘的胜利来稳住军心，扳回败局。
经过实地勘察，冯子材选定镇南关中国内侧十里处的关前隘为诱敌聚歼的战场。这里东西两面高山夹峙，中间只有一条宽约2米的道。冯子材指挥军民在此用土石修建起一条长三里、高七尺、底厚一丈，连接东西两岭的长墙，墙外开挖宽约四尺的深沟，切断关道。同时在东西两岭赶筑堡垒群，安设炮位，控制制高点，屏护长墙主阵地。在兵力部署上，冯子材率军居中正面迎敌，命王德榜率军驻守镇南关东北30里处的油隘，准备伺机阻击法军的增援部队，切断其军事补给线。另外，冯子材还在长墙主阵地后面半里、四里及纵深地区配置了多重预备梯队，使清军的防御较为坚强，处于进可攻、退可守的有利地位。
3月21日夜，冯子材率军突袭盘踞文渊的法军，引诱法军前线指挥尼格里来攻。23日凌晨，尼格里指挥法军2000余名和三个炮兵连，分兵两路进犯清军长墙主阵地和东岭炮台。两军展开激战。争夺东岭炮台的战斗尤为激烈，双方势均力敌，死伤相当。入夜时分，战斗渐息。清军连夜赶修工事，补充给养弹药。