Quân Pháp bắt đầu tấn công từ ngày 11 tháng 2 (âm lịch) và nhanh chóng chiếm đóng các điểm cao nhìn vào thành phố. Khi Đáp Cầu thất thủ, quân Quảng Tây thấy mất đường về Lạng Sơn, hoảng hốt bỏ chạy toán loạn về Thái Nguyên, quân Cờ đen lại rút chạy về Hưng Hóa. Quân Quảng Tây trong lúc hoảng loạn bỏ lại 10 khẩu pháo Krupp và 200.000 dollar bằng bạc, mang vác theo đàn bà con gái và của cải cướp bóc được, bị dân địa phương truy đuổi. Tối ngày 6 tháng 2 (âm lịch), quân Pháp vào được thành Bắc Ninh. Trận Bắc Ninh là trận thua chiến lược của quân Thanh, nên do thất bại nhục nhã này mà hai viên chỉ huy của quân Thanh bị chặt đầu, Hsu Yen-hsu (Từ Diên Húc) bị bắt về Bắc Kinh xử tội và chết trong ngục. Quân Pháp trận này chỉ mất 8 người chết và 40 người bị thương. Thiếu tướng Brière de l'Isle thừa thắng đem quân lên đánh Yên Thế, rồi một tuần sau đánh hạ thành Thái Nguyên.