Затем произошли еще несколько кровавых столкновений, и часть разгромленной французской армии перегруппировалась в Меце. Когда французы попытались прорваться, под селением Сен-Прива-Гравелот завязалось крупнейшее за всю войну сражение: в нем сошлись две армии Мольтке общей численностью более 180 тысяч человек и войска маршала Франсуа Ашиля Базена, насчитывавшие 112 тысяч человек. Под губительным огнем французской пехоты и отчасти вследствие промахов самого Мольтке (он неверно оценил диспозиции противника и вначале предпринимал фронтальные атаки) пруссаки и их южногерманские союзники потеряли свыше 20 тысяч человек. Всего же за первые четырнадцать дней пруссаки в шести битвах потеряли более 50 тысяч человек убитыми120. Войска Базена укрылись в Меце, и, хотя, как писал потом Мольтке, «осада Меца не входила в первоначальный план кампании», ему пришлось блокировать город.
Тем временем другая французская армия под командованием маршала Мак-Магона готовилась отойти к Парижу, чтобы дать отпор немцам на подходах к столице. Наполеон III же приказал ему снять блокаду Меца, и новая Шалонская армия во главе с Наполеоном двинулась в северном направлении вдоль бельгийской границы, пытаясь обойти пруссаков стороной. 2 сентября 1870 года Мольтке настиг французов под Седаном, разгромил армию Мак-Магона и взял в плен самого императора. Как только о поражении стало известно в Париже, улицы города заполнились толпами разгневанных граждан, и 4 сентября 1870 года во Франции снова была провозглашена республика.