德军在进攻巴黎之前，必须先击破法军主力麦克马亨之军。那麦克马亨的大军究竟在哪里呢？因为战场在法国，所以麦克马亨大军是退入巴黎城内了还是正向东推进，准备迎击德军？
8月25日，德军终于探知麦克马亨主力军正从拉姆西北出发，打算赶往麦次救援巴山将军。德军指挥部得知了麦克马亨大军的动向后欣喜若狂，立即下令大军向右方做了个180度的大迂回，这就是历史上著名的“毛奇大迂回战术”。
原来虽然麦克马亨率领着法国的主力军，但因其与巴山将军失去了联络，丧失了救援巴山大军的机会。本想退守巴黎，却遭到了巴黎议员的指责，所以不得不再向莱茵河推进，在中途时因犹豫不定，坐失了良机，拿破仑三世因病魔缠身，无力决断，丧失了许多制胜先机。
9月1日，20万的麦克马亨大军在色当城外被40万的德国军队包围。
40万德军从四方丘陵奔腾而来，形势猛烈地攻击了驻扎在平原上的20万法军，法军虽然在勇敢抵抗，但德军的618门大炮，击毁了不到300门的法军大炮；训练有素的法国骑兵在普鲁士步兵的密集围攻下也溃不成军。
黄昏时分，法军退入了色当城内，德军把该城团团包围。丘陵上德军的大炮都瞄准色当城，炮弹如雨点般攻击色当城，法军仍勇敢抵抗。
不久，一位手拿望远镜的士兵看到色当城上竖起了白旗。威廉一世派一位上校任军使赶往色当城。上校到达色当城后，被带进一家民宅，在民宅中等待他的正是拿破仑三世。拿破仑三世问明了上校的来意后说：“过一会儿，我会派一位使者携带着我的亲笔信函送交普鲁士国王。”
德国上校立即奔回德军本营，向威廉一世报告情况，在座群臣皆惊叹：“这真是一次极成功的战役！”不久，帐外传来马蹄声，法国军使来到，同时有位法国将军携带法皇亲笔信函随行。
威廉亲王展读来函，信中写道：
兄弟阁下：
我在军中无法自尽，因此只能把我的佩剑呈给阁下。
阁下的善良兄弟
拿破仑
9月1日于色当
威廉一世在椅上写了一封回函，让法国将军带回色当。
当时已近黄昏，丘陵上的德军军营已燃起营火，唱起国歌，庆祝法皇投降。但俾斯麦心想：“战事虽结束了，但真正的战争才正要开始。”色当城陷后两天，巴黎组织了新政府，也就是所谓的第三共和。
第一共和出现在路易十四被杀后，第二共和出现在路易十八下台后，如今第三共和在拿破仑三世下台后组成，这个共和政府失去了所有的军队，首都又被敌人包围，全国处在一片混乱中。现在俾斯麦所要做的是和这个临时政府议和，对手正是他最讨厌的议会政治家们。
但是在内部俾斯麦所面临的最大困扰是普鲁士的常胜军，战争刚开始，俾斯麦就反对军队围攻巴黎，他知道其中的危险性。他的目的是统一德国，并非征服法国，所以他认为只要对法国略施惩罚，除掉统一德国的阻碍就可以了，但是过分羞辱法国，招致怨恨，不是他的本意。
麦克马亨大军在色当城已投降，如今只要攻下麦次城，俘虏巴山大军，法国就等于完全失去了抵御能力。所以他停止军事行动，进行和谈。但是德军的将领们在普奥之战中丧失了进入维也纳的机会，这次大家决心一定要攻陷巴黎。
所以当拿破仑三世在色当城投降后，毛奇元帅立即率领大军转向巴黎，两周后到达巴黎郊外，把法国的国都层层包围了。俾斯麦需要克服的第二大难题就是外国的干涉，英国是最难应付的。当初英国因法国阴谋并吞比利时对法国激烈反对，如今眼看着拿破仑三世投降，法军几乎全军覆灭，英国人的想法改变了。而且新闻报道了被围困在麦次的巴山大军因饥饿而煮食皮靴的事，让维多利亚女王心生同情，所以英国便向普鲁士请求给麦次城内运粮，同时告诉普鲁士，英国不承认法国割地给普鲁士作为和平条件。
普鲁士断然拒绝了英国的无理要求。4天后，麦次城内的17000多名法军无条件投降。至此，法军真的全军覆没了。
当时奥地利曾经暗中计划从侧面偷袭普鲁士，但是俾斯麦多年来的亲俄政策发生了功效，俄军阻止了他们。俄军一方面牵制奥地利出兵，一方面在10月31日，突然声明终止克里米亚战争和平条约中有关黑海义务的条款。这个举动对英国是个晴天霹雳，该和平条约是克里米亚战后，俄与英、法、意三国所缔结的。小国意大利可以不在乎，法国也已经战败，但英国很难招惹。此时此地公开做这种声明，无异是对英挑战，英国虽然无法独力与俄作战，但为了顾全颜面，也绝不会默认俄国单方面废弃条约的无理声明。
俾斯麦见英国陷入了窘境，便提议召开伦敦会议，召集欧洲各国代表在伦敦集会，共同讨论有关黑海的问题。1871年1月17日，伦敦会议召开，各国代表首先郑重声明条约的神圣，任何国家都不得擅自废弃。然后经过具体讨论，决议接受俄建议改订1856年的黑海协议，英国也在各国代表声明条约神圣的决议下挽回了颜面。
这些都是俾斯麦的筹划成功，他卖给了俄国一份人情，使英、奥没法从背后偷袭德军，而后德国也能倾全力对付法国。如何处理法国问题是俾斯麦所要面对的第三件难题。拿破仑三世已被德军俘虏，巴黎新政府的政治家并没有代表全法国的实力，俾斯麦究竟要与谁议和呢？
他想到的一个办法是让拿破仑三世恢复帝位，但数次交涉后发现该法行不通，于是他又想成立一个受全法国国民支持的政府，就是让法国尽快实施总选举，选出民意代表，成立议会政府，但巴黎议会的政治家并不同意他的建议，最后的办法只能是和这些巴黎政治家进行谈判，签订合约。
普法战争一开始时，俾斯麦就成立了一个临时外交部，随着国王和军队四处移动。在他的领导下有部长、书记官、电报员、新闻官、传令兵和伙夫等。他与这些部下共同生活在军中，他对属下很爱护，这让大家很感动，所以每个人都不眠不休地全力为他工作。
色当城陷两周后，他在巴黎近郊劳斯查德男爵的别墅中饮宴时，法国新政府的代表法布尔来见他，这位有雄辩之才的政客本来要和俾斯麦商谈停战的条件，但他滔滔不绝，好像忘了他的目的。他谈到爱国心，还有法国民族的过去和现在，他说：“我们不惜倾尽囊箧，也绝不愿割舍任何一块祖国领土。”
俾斯麦却冷漠地说：“斯特拉斯堡是我家大门的钥匙，我一定要保有它。”
法布尔说俾斯麦的这项举措会严重损害法国人民的荣誉心，留下无穷后患，最后甚至声泪俱下。但俾斯麦并不为所动。
第二天早上，两人再度会见，法布尔要求俾斯麦给他15天的考虑时限，同时将法文文书交给了俾斯麦。
俾斯麦立即将一份德文文书交给法布尔，说：“阁下，这是我们的回答。”
俾斯麦的做法打破了以往的外交惯例，过去全世界都习惯用法文外交书，但俾斯麦自从统一北部德国后，就想要向世界确定德语的地位，所以打破惯例，用德文进行外交交涉。他想要用德国文化向历史悠久的法国文化挑战。
法布尔看了俾斯麦的外交书后，便开始逐条进行讨论，用尽他所有的智谋和辩才，想做有利于法国的协议。俾斯麦却丝毫不作让步。
三次讨论后，法布尔疲惫不堪地拖着沉重的脚步返回了巴黎，他的口袋里带着一份苛刻的停战条约。不久，法布尔派人回复俾斯麦，表示巴黎政府拒绝了德国的要求。当时法国政治家杰鲁访问欧洲，策动各国进行武力干涉。巴黎的临时政府希望借此造成对法国有利的局面。