La France a mobilisé son armée le 15 juillet 1870, ce qui a conduit la Confédération de l’Allemagne du Nord à réagir avec sa propre mobilisation plus tard dans la journée. Le 16 juillet 1870, le parlement français a voté la déclaration de guerre à la Prusse ; la France a envahi le territoire allemand le 2 août. La coalition allemande a mobilisé ses troupes beaucoup plus efficacement que les Français et a envahi le nord-est de la France le 4 août. Les forces allemandes étaient supérieures en nombre, en entraînement et en commandement et ont fait un usage plus efficace de la technologie moderne, en particulier des chemins de fer et de l’artillerie.

Une série de victoires rapides des Prussiens et des Allemands dans l’est de la France, culminant avec le siège de Metz et la bataille de Sedan, a vu l’empereur français Napoléon III capturé et l’armée du Second Empire définitivement vaincue ; le gouvernement de la Défense nationale a déclaré la Troisième République française à Paris le 4 septembre et a continué la guerre pendant cinq mois supplémentaires. Les forces allemandes ont combattu et vaincu les nouvelles armées françaises dans le nord de la France, assiégeant la capitale Paris pendant plus de quatre mois, avant qu’elle ne tombe le 28 janvier 1871, mettant ainsi fin à la guerre.

Dans les derniers jours de la guerre, la victoire allemande étant quasiment assurée, les États allemands proclamèrent leur union sous le nom d’Empire allemand sous le règne du roi de Prusse Guillaume Ier et du chancelier Bismarck. À la seule exception de l’Autriche, la grande majorité des Allemands étaient unis sous un État-nation pour la première fois dans l’histoire. Après un armistice avec la France, le traité de Francfort fut signé le 10 mai 1871, accordant à l’Allemagne des milliards de francs d’indemnités de guerre, ainsi que la majeure partie de l’Alsace et des parties de la Lorraine, qui devinrent le territoire impérial d’Alsace-Lorraine (Reichsland Elsaß-Lothringen).

La guerre a eu un impact durable sur l’Europe. Elle a considérablement modifié l’équilibre des pouvoirs en accélérant le processus d’unification allemande, créant un nouvel État puissant sur le continent. Bismarck a conservé une grande autorité dans les affaires internationales pendant deux décennies, se forgeant une réputation de diplomate habile et pragmatique qui a accru la stature et l’influence de l’Allemagne dans le monde. En France, elle a mis un terme définitif à la domination impériale et a mis en place le premier gouvernement républicain durable. Le ressentiment suscité par la défaite de la France a déclenché un soulèvement révolutionnaire appelé la Commune de Paris, qui a réussi à prendre le pouvoir et à le conserver pendant deux mois avant d’être réprimée dans le sang ; cet événement allait influencer la politique et les orientations de la Troisième République.

La détermination française à reconquérir l’Alsace-Lorraine et la crainte d’une nouvelle guerre franco-allemande, ainsi que l’appréhension britannique face au changement de l’équilibre des pouvoirs en faveur de l’Allemagne, furent parmi les facteurs qui déclenchèrent la Première Guerre mondiale.