Чтобы окончательно объединить Германию, осставалось лишь оторвать от Франции левый берег Рейна. Именно этим и занялся железный канцлер Отто фон Бисмарк.Россия все еще помнила об участии Франции в Крымской войне и о поддержке ею польского восстания 1863. Италия была недовольна поведением Франции в войне 1859 против Австрии и благодарна Бисмарку за приобретение Венеции. Великобритания была озабочена мнимыми планами Наполеона в отношении Бельгии. Австрия таила обиду на Наполеона за содействие Сардинскому королевству и испытывала страх перед Россией. Южногерманские государства, в 1866 подписавшие с Пруссией договоры об оборонительном и наступательном союзе, а в 1867 вошедшие в Таможенный союз с Северогерманским союзом, были встревожены претензиями Наполеона на рейнские земли. Бисмарку для войны был нужен только повод, и он представился в 1869, когда испанские либералы предложили занять освободившийся испанский престол принцу Леопольду из рода Гогенцоллерн-Зигмаринген, католическому родственнику прусского короля Вильгельма I. По настойчивому совету Бисмарка Леопольд принял предложение, но отозвал согласие после протеста Наполеона.
Наполеон III крупно просчитался. Он поручил своему посланнику в Пруссии, графу Бенедетти, встретиться с королем Вильгельмом в Бад-Эмсе и потребовать от него гарантий того, что никто из Гогенцоллернов никогда не будет претендовать на испанский престол. Вильгельм отказался и воздержался от дальнейших встреч. Телеграмма с отчетом об этом событии (т.н. Эмсская депеша) была послана Бисмарку, который немедленно опубликовал ее, предварительно отредактировав. В урезанном виде депеша приобрела вызывающий характер; немцы решили, что их король подвергся оскорблению, во Франции же полагали, что оскорблен ее посланник.
В результате 19 июля 1870 французское правительство объявило войну Пруссии. Пруссия ожидала этого, и к великому удовлетворению Бисмарка южногерманские государства, видя в Наполеоне III агрессора, немедленно встали на сторону Берлина. Прусская армия одержала решительную победу в битве при Седане 1-2 сентября 1870. Наполеон был пленен и вскоре отстранен от власти. В январе 1871 Париж капитулировал. В Версале был заключен предварительный мирный договор, а 10 мая 1871 был подписан Франкфуртский договор, согласно которому Франция уступала Германии Эльзас (за исключением Бельфора) и Восточную Лотарингию и соглашалась на оккупацию германской армией северной Франции на период выплаты контрибуции в размере 5 млрд. франков.