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越南向法国屈服的《顺化条约》签订后，中国成为法国占有越南的惟一障碍。法国决定消除这一障碍，立即禁绝了越南与中国的一切关系，并强迫越南撤退包括黑旗军在内的抗法军。于是造成了与中国直接对峙的形势。
法国首先想用外交方式达到其目的。9月15日，法国政府向中国提出一个解决越南问题的方案，即以划出一个狭小的中立区的办法使中国撤出驻越军队，承认法国对整个越南的殖民统治，并向法国开放云南的蛮耗为商埠，为法国打开云南门户。方案为清政府拒绝，谈判毫无结果。这时，鉴于中越两国的特殊关系和法国侵越给中国造成的严重威胁，清朝统治集团内部以左宗棠、曾纪泽、张之洞为代表的主战派，力促朝廷采取抗法方针；但掌握清政府外交、军事实权的李鸿章却一意主和。清朝最高决策机构举棋不定，在军事上，一面派军队出关援助越南，一面又再三训令清军不得主动向法军出击。在外交上，一面抗议法国侵略越南，一面又企图通过谈判或第三国的调停达成妥协。这种自相矛盾的举措，大大便利了法国的侵略部署。10月25日，法国东京海域分舰队司令孤拔受命为北越法军统帅。12月初，决定向红河三角洲中国军队防地发动攻击。
中法战争是从1883年12月的山西之战开始的。法国的军事行动第一个目标确定为山西。山西的防军主要是黑旗军，同时也有七个营正规的桂军和滇军。法军于14日发起攻击，中国驻军被迫实行了军事抵抗。法军依靠优势的装备，16日占领山西。
1884年2月，米乐继孤拔为法军统帅，兵力增至一万六千人，图谋侵犯北宁，筹划给中国军队更大的打击，从而迫使清统治者完全屈服。时清政府在北宁一带驻军约四十营，但由于将帅昏庸怯懦，互不协调，军纪废弛，兵无斗志。3月12日，法军来攻，北宁失守；19日，太原失陷；4月12日，法军进驻兴化。法国利用军事胜利的形势，对越南和中国都展开了进一步的政治胁迫。6月，法国政府与越南订立最后的保护条约。清廷得悉前线军事挫败的消息后，以撤换大批疆吏廷臣掩饰败绩。全面改组军机处，恭亲王等被黜退，以礼亲王世铎代之。贝勒(后为庆亲王)奕迖主持总理各国事务衙门，而实际大权操在醇亲王(光绪帝生父)的手中。授权李鸿章与法国代表举行和谈。5月11日，李鸿章与法国代表福禄诺在天津签订了《中法会议简明条约》(又称《李福协议》)。主要内容是:中国同意法国与越南之间“所有已定与未定各条约”一概不加过问，亦即承认法国对越南的保护权；法国约明“应保全助护”中国与越南毗连的边界，中国约明“将所驻北圻各防营即行调回边界”；中国同意中越边界开放通商，并约明将来与法国议定有关的商约税则时，应使之“于法国商务极为有利”；本约签订后三个月内双方派代表会议详细条款。17日，福禄诺交给李鸿章一份节略，通告法国已派巴德诺为全权公使来华会议详细条款，并单方面规定在越南北部全境向中国军队原驻地分期“接防”的日期。李鸿章没有肯定同意这个规定，又没有明确反对，亦未上报清朝中央政府。
6月23日，法军突然到谅山附近的北黎(中国当时称为观音桥)地区“接防”，无理要求清军立即退回中国境内。中国驻军没有接到撤军命令，要求法军稍事等待，法军恃强前进，开枪打死清军代表，炮击清军阵地。清军被迫还击，两日交锋，法军死伤近百人，清军伤亡尤重。这次事件史称“北黎冲突”或“观音桥事变”。法国以此为扩大战争的借口，照会清政府要求通饬驻越军队火速撤退，并赔偿军费两亿五千万法郎(约合白银三千八百万两)，并威胁说，法国将占领中国一两个海口当作赔款的抵押。清政府虽然认为这是无理勒索，但仍派两江总督曾国荃于7月下甸在上海与巴德诺谈判，以求解决争端。谈判未有结果，法国重新诉诸武力。