Cependant, moins de dix ans après son classement en tant que Monument historique en 1861, la cathédrale est prise pour cible lors du siège de Strasbourg de 1870. Outre la destruction de nombreuses balustrades, sculptures et vitraux, les tirs provoquent également un incendie qui détruit la majeure partie des toitures. Ces destructions fournissent néanmoins à Klotz un argument supplémentaire pour mettre en œuvre son projet de reconstruction de la tour de croisée en style néoroman, qu’il achève en 1879.