Hartmann đã chỉ đạo sư đoàn của minh tham gia các trận đánh quyết liệt tại Colombey-Nouilly và Gravelotte-St. Privat, rồi tham gia cuộc vây hãm Metz cho đến cuối tháng 9 năm 1870. Sau đó, ông được cử làm chỉ huy các lực lượng Đức quanh Thionville (tiếng Đức: Diedenhofen) trong một thời gian, và sau khi pháo đài Metz thất thủ, ông kéo quân đến trung lưu sông Seine và Loire để cùng với Tập đoàn quân số 2 do Vương thân Friedrich Karl chỉ huy chống nhau với các lực lượng của nền Cộng hòa Pháp non trẻ. Tại đây, ông tham chiến trong trận Beaune-La-Rolande vào ngày 28 tháng 11 năm 1870, sau đó ông hành binh đến Vendôme và giao chiến ác liệt với đối phương ở Coulommiers. Vào ngày 15 tháng 12 năm 1871, ông chỉ huy một Phân bộ quân ("Heeresabtheilung") đánh nhau dữ dội với quân Pháp tại Villechauve và Chateau-Renault. Cuối cùng, vào ngày 19 tháng 1 năm 1871, ông đánh chiếm Tours, tại đây ông được tin về Hiệp định đình chiến giữ hai nước. Sau đại thắng của người Đức trong cuộc chiến, Hartmann được bổ nhiệm làm Thống đốc Straßburg (Elsass) vào cuối tháng 5 năm 1871, và được mô tả là "người đúng việc đúng chỗ".