Kurz vor Beginn des Deutsch-Französischen Krieges wurde Walther von Monbray am 14. Juli 1870 Kommandeur der 20. Infanterie-Brigade sowie am 26. Juli 1870 Generalmajor. Nach der Schlacht bei Weißenburg führten seine Erkundungen am Morgen des 6. August 1870 zur Schlacht bei Wörth, die von der Armeeführung nicht beabsichtigt war. Im weiteren Kriegsverlauf kämpfte er mit seiner Brigade bei Sedan sowie der Belagerung von Paris und erhielt zwischenzeitlich am 25. August 1870 das Eiserne Kreuz II. Klasse sowie am 31. Dezember 1870 das Kreuz der I. Klasse. Im März 1871 wurde Walther von Monbary Kommandeur der 2. Infanterie-Brigade, die er dann über das Kriegsende hinaus weiter befehligte. Für seine langjährigen Verdienst verlieh Wilhelm I. ihm am 18. Januar 1874 den Roten Adlerorden II. Klasse mit Eichenlaub. Acht Monate später wurde Walther von Monbary am 15. September 1874 mit dem Charakter als Generalleutnant mit Pension zur Disposition gestellt.