Jules Ferryn johtama Ranskan hallitus oli kuitenkin päättänyt olla kokematta enää uutta nöyryytystä, ja Tonkiniin määrättiin täysimittainen hyökkäys. Vuonna 1884 ranskalaisvaltaan alistettiin myös Pohjois-Vietnamin Tonkin ja Keski-Vietnamin Annam. Ranskalaiset hallitsivat valloittamiaan alueita protektoraattinaan. Keisari Tự Đức käytti hyväkseen asemaansa Kiinan vasallina, ja pyysi kiinalaisten väliintuloa estääkseen ranskalaisia valloittamasta maan keski- ja pohjoisosaa. Ranska ja Kiina ajautuivat kymmenen kuukautta kestäneeseen sotaan, joka päättyi Tianjinin rauhaan vuonna 1885. Tonkinin vietnamilaiset eivät kuitenkaan alistuneet ilman vastarintaa ja ranskalaiset joutuivat sotimaan jatkuvasti vietnamilaisia kapinallisia vastaan aina vuoteen 1895 asti.