Lebœufs Offensivoperationsplan zeigte sich infolge der mangelhaften Kriegsbereitschaft der Armee sofort als unausführbar. Nach den Niederlagen vom 6. August trat Lebœuf unter dem moralischen Druck der allgemeinen Entrüstung über seine Unfähigkeit am 12. August von seinem Posten zurück und übernahm dafür an Stelle Bazaines das Kommando über das III. Korps, das er vortrefflich führte. Er nahm hervorragenden Anteil an den Schlachten von Vionville, Gravelotte und Noisseville, wo er vergeblich den Tod suchte. Mit der Rheinarmee fiel er am 29. Oktober 1870 in deutsche Gefangenschaft.