Bazaine et ses troupes sont encerclés par la (rive gauche de la Moselle) et la (rive droite de la Moselle) à partir du . Une , nouvellement formée, composée du et du , des 5e et divisions de cavalerie et du corps d'armée saxon, avec un total combiné de 70 028 hommes, 16 247 chevaux et 288 canons, est détachée de l'armée de siège devant Metz et regroupée à l'ouest pour soutenir la 3e armée. Le prince Frédéric-Charles, qui a établi son quartier général à Corny, assume le commandement suprême des troupes de siège : les et d'armée se trouvent sur la rive droite de la Moselle, le dans la vallée de la Moselle au sud de Metz, les , , et sur la rive gauche, la de réserve du général dans la vallée au nord de Metz. Bazaine tente sans succès de briser le cercle du siège le en attaquant à Noisseville. Dans la nuit du au , Bazaine fait avancer l'infanterie sous les ordres du maréchal Canrobert au nord de Woippy dans les champs entre les lignes. L'attaque française sur Failly et Rupigny est non seulement repoussée, mais après l'intervention complète de la du général , elle est même repoussée au-delà du ruisseau de Chieulles. Une autre sortie est dirigée contre Ladonchamps, Sainte-Agathe, Saint-Rémy et Bellevue. Les Prussiens (une partie du d'armée) doivent se retirer de la ligne la plus extérieure, des villes de Ladonchamps et de Sainte-Agathe, mais réussissent à tenir la deuxième ligne fortifiée. Au cours de la bataille, les Prussiens réussissent à repousser les Français sur leurs positions initiales. L'attaque finale de l'Armée du Rhin commence le , près des villes de Bellevue, St-Rémy, Grandes Tapes et Petites Tapes. Le but de la bataille de Bellevue n'est plus de faire éclater l'union avec d'autres unités, mais d'obtenir des vivres. Le siège de Metz dure jusqu'au , et le manque de renforts et d'approvisionnement contraint Bazaine à se rendre avec environ 150 000 hommes.