如果说，南方的旧式练营还能通过几十年的积攒，装备一些新式枪械的话（冯子材的萃军和黑旗军都是多种枪械和冷兵器混装，冯军手中有一些新到的温切斯特和马提尼亨利，黑旗军则用前装的米涅枪充数），更依赖专业人才和庞大财源的炮兵，大概是此战明法两军差距最大的部分。
明军依靠的是少数12磅拿破仑炮（美国南北战争剩余物资）和陈旧的8磅红衣炮，在炮战中被法国军的1877型战炮完全压制，几乎毫无还手之力。
到11时左右，明军炮兵已经哑口无言，长墙中部被轰开几个大的缺口，土石堡垒被摧毁大半，法军趁势发起冲击。
明军阵地虽然被破环严重，但毕竟还有十倍的兵力优势，冯子材命令集中所部全部快枪手（装备温切斯特杠杆步枪），在极近的距离内对法军泼洒瓢泼弹雨，只有单发步枪的法军支撑不住，只能暂且后退。
下午4时，法军兵分三路，在炮兵掩护下发起第二次进攻，这次他们把5管11mm诺登飞机枪搬到前沿压制明军步枪火力，明军又被打的抬不起头来，法军成功突破长墙，开始向两翼发展。
就在此时，七十多岁的明军主帅冯子材挥舞长刀，率领两个儿子和亲兵队跃出阵地，对法军发起反冲锋，随即明军主力士气大振，汹涌而出，与法国人展开白刃战。
由于距离很近，害怕误伤，法军机枪和火炮都无法开火，结果冲锋的法军被越来越多的明军压得步步后退，法军也只能不断派遣援军试图逐退明军反攻。
血腥的战斗进行到黄昏，黑旗军和另一路明军趁视线下降的机会大举出动，从两翼包抄法军，刘永福部黑旗军敢死队在付出惨重伤亡后冲上法军炮兵阵地，杀死法军一百余人，缴获火炮八门。
明军则切断法军退路，消灭没有什么战斗力的越南伪军和民夫，摧毁其后勤阵地，缴获2000发炮弹和6万发子弹。
战至此时，法军已经被明军三面夹击，指挥官尼格里上校被击中受伤，认识到占领北圻已经无望后，法军迫不得已只能撤退。
