Lorsque la guerre contre la France éclate, Kirchbach reçoit le 18 juillet 1870, le commandement du corps d'armée et est nommé le 10 août 1870 général de l'infanterie. Il prend part à la bataille de Wissembourg et à la bataille de Frœschwiller-Wœrth, où il est légèrement blessé au cou. Dans la bataille de Sedan ( septembre 1870), il se voit confier la tâche de fermer l'anneau au nord qui embrasse l'armée française en prenant contact avec l'armée de la Meuse venant de l'est et en déplaçant le chemin de l'armée française. En raison de l'occupation de Versailles le 19 septembre 1870, il achève le siège de Paris dans le sud-ouest tout en couvrant le siège du roi Guillaume et du prince héritier à Versailles jusqu'au 9 février 1871. Il repousse tous les assauts des Parisiens, y compris le dernier échec majeur le 19 janvier 1871 (bataille du Buzenval). En février, il marche avec son corps à Orléans, en mars à Vesoul. Le 16 mai 1871, il est nommé général commandant du corps d'armée. Pour ses services dans cette guerre, il reçoit les feuilles de Chêne pour Pour le Mérite, la Grand Croix de l'Ordre du Mérite Militaire du Wurtemberg et la Croix du Commandeur de l'Ordre militaire de Maximilien-Joseph de Bavière. De plus, le roi de Prusse lui accorde une dotation de thalers.