一、双方作战方针和部署
清廷于1884年8月26日被迫对法宣战以后，虽然确定了沿海防御、陆路反攻的方针，命岑毓英催促刘永福赶紧督军进取，又令岑毓英、潘鼎新率滇、桂各军速赴北圻战场，尽力反攻。但是，究竟如何反攻，开始并不明确。后来根据前方奏报，才逐渐确定：东线桂军进攻谅江、太原，西线滇军和黑旗军进攻宣光，并推进到白鹤、永祥附近地域；两军在太原、永祥一带会师后，合力进攻北宁、河内。10月初，清廷鉴于基隆失守，更急于攻法之所必救，电令北圻各军力图进取，“直逼西贡等处，庶使分兵西援，台湾乃可稍松”①。对此，岑、潘二人一开始就没有信心。潘鼎新当即表示：“台北吃重，此间一军前进，恐不足牵制；法方于河内、北宁增兵迎拒，西贡万难骤达。”②岑毓英也强调“西贡系南圻地方，隔顺化及宁平、南定等处，皆有法人坚守，道阻且长，万难进龋”③潘鼎新和岑毓英等固然有畏敌怯战的一面，但清廷进军西贡的要求也是当时清军兵力难以胜任的，这反映了清廷战略指导上的无知。
法军方面，因米乐回国养病，由波里也于9月8日接任远东军总司令。当时，北圻法军计有第一、第二两旅及内河舰队等共约一万八千余人，分守陆岸（今陆南）、谅江、太原、宣光、馆司等前沿要地，兵力比较分散。波里也根据法国政府东攻台北、西取谅山的战略方针，决定在北圻采取西守东攻的作战方针，即西线坚守宣光、兴化，东线集中兵力夺取谅山，得手后，再转兵西向。
二、东线桂军反攻失利
东线桂军奉命再度开赴北圻战场后，开始进展顺利，至1884年9月中旬，署理广西提督苏元春率领的桂军主力十三个营（约四千八百人）进抵船头（今陆岸），10月初曾一度攻占陆岸；与此同时，记名提督方友升及总兵周寿昌等所部九个营（约三千二百人）进占郎甲及其以北地区。上述东、西两路桂军“互相犄角，自为战守”。潘鼎新率淮军五营及道员赵济川一营驻谅山，“整理操练，以备两路策应”①。此外，副将马盛治所部六个营驻于牧马、新街一带，牵制太原守敌。东线清军兵力共约一万二千人，然而，“营哨各官大半代理，精壮能战者仅十之二三”②。
这时，法军已在河内、北宁集结完毕。波里也为了粉碎东线清军的反攻，进而夺取战略要地谅山，以第二旅编成两个纵队，分别进攻郎甲、船头，以第一旅一部兵力配置于谅江附近，准备随时机动。法军主力于10月8日自河内出发。
10月8日，尼格里率领第二旅主力约三千人进攻谅江北面十余里的郎甲。驻守该村的方友升等麻痹大意，没有做好必要的防御准备，对关系郎甲安危的南堡高地也未予以足够重视。因此，法军轻取南堡高地，随即在此布置炮兵，以密集炮火掩护主力从两侧迅速包围了郎甲村。守军仓促应战，除方友升率领一部撤至郎甲东侧高地外，尚有数百人被围于村中。清军为解救被围部队，两次由侧翼反击敌军炮兵阵地，均未成功。法军乘势抽出部分兵力进攻村北高地周寿昌部。该部兵力数倍于进攻之敌，但稍事抵抗就向观音桥、屯梅方向溃退。法军接着全力进攻郎甲村，守军浴血奋战，与敌人肉搏拚杀，直至全部牺牲。此战，清军伤亡七百余人，法军死伤百余人。尼格里也在这次战斗中受伤，暂时返回河内。波里也兼统第二旅，以一部兵力守郎甲，其余撤至谅江，后又向东增援船头。
进犯船头的法军第二旅一部千余人，由端尼埃上校率领，搭乘炮舰五艘、拖般十余只，于10月2日离北宁，经七庙，沿陆南江（今陆岸河）前进。苏元春率领的东路清军在船头附近筑有堑壕、堡垒等较坚固的防御工事，并在西南二十里的尼村附近配置部分兵力，防止敌军上岸。10月6日上午，法军进至尼村，舰炮齐发，与守军展开激战。清军伤亡较重，但仍竭力抵抗，终于迫使敌人后撤。此后，双方相持于船头以西地区。9日，法军得到增援， 10日再次发起进攻。清军总兵陈嘉督军迎战。当法军第一梯队四个连向船头主阵地冲击时，陈嘉以一部兵力依托阵地顽强抵抗，亲率主力向法军右翼猛烈反击，将敌两个连大部歼灭，并击毙其右翼指挥官。残余法军狼狈逃窜。与此同时，法军左翼两个连仍在拚死挣扎，端尼埃也以其所控制的机动兵力在炮兵及舰炮火力支援下疯狂反扑。陈嘉见翼侧受到威胁，主动撤回主阵地。此后，战斗又成对峙状态。
清军在船头重创法军精锐部队，歼敌二百余人，士气为之一振。法国侵略者为船头守军“这样奋不顾身地激烈作战”①而惶恐不安。但是，株守谅山的潘鼎新未能及时调部增援。苏元春在获知西路郎甲失守、后援无望的情况下，便于10月11日夜间率部撤回谷松。
郎甲、船头既失，桂军东、西两路的形势为之大变，战局开始陷入被动。清廷力促滇、桂两军联成一气，规复北宁、河内，甚至直捣西贡的战略意图，随之成了泡影。但是，这时法军对台湾淡水的进攻遭到失败，土气为之沮丧。巴德诺声称：“尼格里将军在郎甲的胜利，在某种范围内，可减轻台湾消息的令人不快印象，但其效能，是否将被北京朝廷敏锐地觉到，尚属疑问。我们东京的远征队，距离中国边境还太远，不能使帝国政府受到严重的警告。”①茹费理也认为只有乘胜向广西边境推进，方足以“有力地引起帝国政府的忧虑”②。然而，波里也在攻占郎甲、船头之后，鉴于援兵未到，加之后方受到越南义军的牵制，无力继续发展进攻，不得不暂取守势，于是将主力撤回北宁、河内，以一部兵力在船头、郎甲一线巡逻警戒。12月以后，法国陆续增兵远东，三分之一赴台，三分之二赴越，并将北圻战场的法军改归陆军部指挥（原由海军部指挥）。在待援期间，波里也积极进行攻取谅山的各种准备，以船头为基地，修筑工事、道路，屯积作战物资。
清军方面，西线滇军和黑旗军已于1884年10月底进抵宣光城下，正在竭力围攻。东线桂军也陆续补充了兵力，调整了部署：以驻谷松的苏元春、陈嘉所部十八营为中路；以驻观音桥的杨玉科、方友升所部九营为西路；以驻车里、那陽一带的王德榜所部湘军十营为东路；另以叶家祥所部淮军五营、董履高所部桂军五营驻谅山为后应。此外，马盛治所部桂军六营仍驻新街一带。以上共有兵力五十余营，约二万人。
为了策应西线的军事行动，打乱北圻法军西守东攻的作战部署，清政府曾命令东线清军乘北圻法军转入防御之机，主动出击，先发制敌。但是，潘鼎新根据李鸿章“切勿攻坚伤精锐”③等指示，仅以小辨模的出击牵制船头方向的法军，作出一点策应西线作战的姿态。12月16日，中路清军二千人在纸作社（船头东北）伏击法军巡逻部队，毙伤敌军百余人，取得了胜利。年底，东路湘军进至船头东面的丰谷，准备配合中路进攻船头。1885年1月3、4两日，丰谷清军突遭法军四千余人猛烈攻击，“王德榜督军苦战，死伤颇多，因少后门槍，且子药已尽，势难抵御”①，被迫丢弃大量物资，撤回车里。潘鼎新恐法军由那陽迂回苏、王两部之后而攻取谅山，急忙从谅山调淮军两营守那陽，并要求清廷迅速增援。
在此以前，两广总督张之洞也认为法军专注谅山，“桂军各道分防，兵力尚薄，必应由东路再增劲兵，以收犄角夹击之效”②，于是命冯子材率粤军十营，总兵王孝祺率淮军、粤军共八营，分别由钦州、梧州起程，经由广西赴越。由于谅山吃紧，冯子材以八营由上思州直接入越，协同王德榜部守东路；自率两营赴龙州筹办粮饷军械和招募新兵。王孝祺部中途哗变，溃散近半，至龙州时不及二千人。
1885年1月底，法军第一、第二旅主力七千余人，在船头一带集结完毕，准备转守为攻，向广西边境大举进军。法军扬言分两路前进：一路攻谷松，一路攻车里。实则全军指向谷松，并力进攻中路。
潘鼎新企图阻止法军进攻，命中路清军（包括新配属的董履高部五营）前出到竹山附近高地设防。2月4日，法军集中炮火轰击竹山清军营垒，随即展开猛攻。守军顽强抵御，但因仓卒移防，工事不坚，伤亡甚众，被迫后撤。次日，法军再次发起攻击，守军不支，退守谷松。2月6日，法军在炮火掩护下猛攻谷松，清军被迫撤至谅山南面三十五里处的委坡一带。
中路清军溃败，谅山垂危。“东西两军相去远，闻调赴援，一日之间号令屡改。”①潘鼎新时而令王德榜、杨玉科等部回援谅山，时而令其仍扎原处，时而令其夜袭法军后路，最后又令其飞援谅山，但为时已晚，无济于事了。就在2月12日，法军攻占委坡，潘鼎新于当夜逃离谅山入关，苏元春随之率部退入关内。2月13日，法军未经战斗，即占领了战略要地谅山。至此，法军在东线达到了预期的作战目的，波里也随即于2月17日率领第一旅（约三千人）离开谅山，以便经河内赶赴西线，解救被围于宣光的法军。
谅山弃守后，冯子材毅然以守关自任，亲率一营从龙州赶到镇南关，和王孝祺部一起拦截溃散兵丁，并急调协守东路的冯军八个营回守镇南关。可是，潘鼎新竟“告以守关无须该军，令仍顾东路”②。2月19日，西路杨玉科部自观音桥、屯梅绕道撤至文渊（今同登）。杨玉科以主力防守文渊两侧高地，自率一部驻镇南关。2月23日，尼格里指挥法军第二旅进攻文渊，守军浴血奋战，节节抵抗。杨玉科亲临前线指挥战斗，阻止了敌人的前进。但由于清军发射的炮弹多未爆炸，未能予敌以大量杀伤。午后，杨玉科中炮牺牲，守军随即溃散，退入关内。法军乘势侵占镇南关，前锋一度侵入我国境内近十公里的幕府附近。
由于兵力不足，补给困难，加之不时受到当地群众武装的袭扰，法军于2月25日炸毁镇南关城墙及其附近工事，退回文渊、谅山。根据波里也离开谅山前的指令，法军在镇南关废墟上立一木牌，上书“……广西的门户已不再存在了”。但是，当地军民在同一地方写着：“我们将用法国人的头颅重建我们的门户！”①以此作为对侵略者的回答。
冯子材闻镇南关失守，立即疾驰二百余里，由东路统兵回援；王德榜也率部赶回，驻于镇南关东面三十里的油隘一带。
潘鼎新则畏敌如虎，在文渊战斗之前，即由镇南关继续后逃至幕府。2月23日，正当文渊前线激战之际，他又经凭祥、海村连夜逃到关内一百余里的龙州，由于遭到当地各阶层人民的愤怒斥责，“始乘船由水路返海村，日驻岸，夜驻船”②。事后，他竟谎报自己在文渊战斗中“督亲兵助战，槍炮声震山谷，逆党（法军）纷纷倒地”③，并诡称由他指挥各军“收复”了镇南关等等，以推卸东线反攻失利的责任。
东线清军反攻失利，主要原因在于前敌指挥潘鼎新消极怯战，畏敌如虎，以致屡误战机。“潘军不是没有战争经验，又用新式槍械，节节败退，完全是接受李鸿章失败主义的影响。”④潘鼎新在作战指挥上，明显地犯了消极被动、分兵把口的错误。东线清军顺利进抵船头、郎甲一线以后，正值法军兵力分散、援军未到和越南义军纷起袭扰的有利时机，战场的优势和主动，基本上在清军方面。然而，潘鼎新却滞留谅山，与西线方面互相观望，消极等待，强调“一俟滇军牵制西路，此间有隙可乘”，才能“趁势袭缺⑤，使法军得以从容集结兵力，分别夺取郎甲，船头。清军被迫退守山区，丧失了战场上的主动权。尔后，清军经过调整补充，实力大为加强；法军则因国内援军未到，宣光被围，处境相当困难，不得不转攻为守，仅以部分兵力守备前沿阵地。这时，清军在全局形势上仍有可能挽回颓势。以越北山区的有利地形，完全可以正面钳制，侧后攻击，粉碎法军的进攻。可是，由于清军在总的战略指导上消极被动，以致在兵力部署上仍将前线数十营部队分散于观音桥、谷松、车里各点，正面宽广，没有形成重点，加上配置于谅山纵深的兵力又没有适时向前机动，起不到预备队的作用，以致形成前后分兵把口，被动挨打的态势。在作战过程中，潘鼎新决心犹豫，朝令夕改，不能组织第一线各部之间的相互协同，特别是法军专攻中路，苏元春部节节败退之际，没有及时机动翼侧军队加强纵深防御或向敌人侧后出击，使法军得以长驱直入，连续突破中路防御，直逼谅山。此外，清军中派系矛盾的长期存在，也严重影响了各部之间的统一与协同。如王德榜“自负湘中老将，每与督师（潘鼎新）龃龉”①，潘鼎新便有意“征调屡更”，使之无所适从，疲于奔命，最后反诬王“催援不至”。丰谷之战，苏元春不及时援救王德榜部，法军攻中路苏元春部时，王也就消极观望，不主动支援，给了法军以各个击破的机会。
三、西线滇军东下受阻
在正式对法宣战前后，清廷多次命令西线指挥官岑毓英再度督师出关，与东线桂军合力规复北圻各城。但岑迟至1884年9月28日才命令原留驻于文盘、大滩一带的黑旗军十个营（约三千七百人）、滇军张世荣部五个营（约二千五百人）分道前进：黑旗军黄守忠、吴凤典两部由山路绕赴陆安，出馆司之后；刘永福、张世荣率部沿红河直下，期收夹击之效。岑毓英企图先后夺取陛司、宣光，并以集结于云南边境的滇军主力六千余人沿红河逐次进占夏和、清波以及临洮等地，得手后，再与东线清军会师，并力进攻北宁、河内。
北圻法军为贯彻其西守东攻的作战方针，于10月11日撤走馆司守军，以便缩短防线，固守兴化、端雄、宣光，保证河内以西地区的安全。岑毓英鉴于馆司之敌自动撤离，便将黑旗军及滇军张世荣部集中指向宣光。
宣光城筑有石墙，依山傍水，“向称天险，城内一山耸峙，悬炮可击外军，城外植竹五六重，兵难破入”①。10月中旬，清军陆续进抵宣光附近，因法军水陆防守甚严，便在离城十里的琅玡、中门等处扎营。此时，东线桂军已失郎甲、船头，清廷严令滇军速进，以分敌势。岑毓英乃于10月20日由保胜移驻文盘，并调原驻扎于云南边境的记名提督吴永安、邹复胜所部四千人和记名总兵覃修纲所部二千余人进扎馆司、夏和、清波一带，伺机向兴化等地进击，威胁敌军后路；同时，令宣光清军逐步进逼城下，四面围困敌人。
法军为确保宣光，稳定北圻西线防御态势，从11月4日至12日，多次派兵增援，但大都被清军击退。11月12日起，清军于宣光东南十余华里的左育地方清河（今泸江）两岸挖筑地营，并将以前截获的船只装石塞河，以期截断法军水路交通。11月18日，法军端雄、山西地区指挥官多米尼亲率步、炮、工兵千余人，搭乘炮舰五艘、民船十余只，趁连日大雨、清河水涨之机，增援宣光，遭到埋伏于左育清河两岸的清军夹击，不能通过。次日，法军舍舟登岸，分两路进犯左育。清军依托地营毙伤法军百余人，但因工事尚未全部构成，又遭敌人腹背夹击，被迫撤出阵地。法军立即上船，驶抵宣光，加强了城防力量。岑毓英强调必须先取宣光，滇桂各军联为一气，才能相机进取，因而使黑旗军和大量滇军长期顿兵于坚城之下，不能东进，坐视法军集中兵力专注谅山。
12月，清军围城部队又得到补充。月初，唐景崧在龙州招募的四个营（二千人）经牧马进抵宣光城外（后又扩编为六个营）；月底，记名总兵丁槐所部十三小营（共三千人）出马白关，经河陽（今河江）进至宣光。1885年1月中旬，岑毓英由文盘进扎馆司，随即派兵三千六百人由记名提督何秀林率领前往宣光方向，进一步加强围城兵力。在此期间，宣光清军重新调整了部署：由黑旗军和何秀林部担任阻援，唐景崧、丁槐（兼统张世荣部）两部分驻城北和城南（均离城一公里左右），担任攻城。
1月26日，唐、丁两部合力夺取宣光城南法军据点，法军开东门出援，双方展开激战，彼此伤亡很重。后因何秀林部赶来增援，法军又撤入城内。接着，清军采用“滚草龙”的战法①，于31日夺取了南门炮台，并歼敌二百余人。此后，法军被迫龟缩城中，由于水路被黑旗军切断，供应日缺，处境极艰，只好用玻璃瓶、竹筒等封装求援信，投入清河顺流而下，向端雄、河内告急。2月，清军连续攻城，多次挖地道用地雷炸开城墙，从缺口突入城内，但因法军阻击火力较猛，均未成功。
波里也为解宣光之围，亲率由谅山撤回的法军第一旅溯河而上，2月27日于端雄登陆，与不久前派出的先遣部队会合。
清军侦知法军大队来援，立即由何秀林部拨一千人前往左育，协助黑旗军阻援。另以覃修纲部二千人出扎临洮府附近，待法军攻左育时，向端雄前进，断敌后路。3月2日，法军分路进攻左育及对岸的同章。左育黑旗军依托地营顽强抗击，并引发地雷，多次打退法军的冲击，毙伤大量敌人。后由于防守同章的黄守忠部黑旗军被敌击溃①，法军占据对河高地，安设炮位，向左育黑旗军轮番炮击。刘永福所部黑旗军伤亡近千人，不得不撤出左育阵地。新赶到的何秀林部也不支败退。覃修纲部进至端雄，闻法军已抵宣光，只得仍回临洮、清波。
岑毓英见宣光法军兵力大增，随即命令疲惫不堪的围城部队撤至宣光附近山区休整；唐景崧所部六营则经占化撤往牧马。西线清军围攻宣光的计划半途而废，东下河内的意图随之落空。据岑毓英奏称：此次以近万人攻城，“历三十五、六昼夜，久雨泥滑，死者一千数百余人，伤者二千余人，疲惫不堪，不能不暂为休息。”②岑毓英明知“顿兵坚城，徒伤精锐”③，唐景崧也“明知攻坚，兵家下策也”，可是又强调“事急不得不攻，且城垂拔亦不肯松劲”④。不难看出，此次行动的失利，实属作战指导上的严重错误所致。以滇军当时的兵力，一面围宣光，一面沿河东进，威胁河内，使敌不敢增援宣光，是可能办到的。此着不行，顿兵坚城，反为敌所牵制，置优势兵力于无用。宣光既久攻不下，就应适时把作战重点改为打援，援兵既挫，宣光不难攻下。此着又不用，结果丧失主动，为敌所败。
四、清军陆路大捷（参见附图十五）
（一）临洮败敌
1885年3月，法军既解宣光之围，即以第一旅留守宣光，其余部队撤回端雄、河内等地。接着，波里也企图向兴化以西红河两岸滇军发动进攻，进一步改善法军在北圻西线的态势，保障主力继续在东线发展进攻。岑毓英获此情报，即令覃修纲部（此时约为四千人）严守夏和、清波、锦溪等红河两岸要点，令云南农民军竹春、陶美等部千余人及越南义军一部，与滇军李应珍部共同防守临洮府以东村落，刘永福则率黑旗军进驻临洮。
3月23日，法军非洲兵千余人及越南教民一批，由兴化渡红河，进攻临洮东南的山围社。在此防守的中越军民联合部队坚守地营，沉着应战。待敌接近时，槍炮齐鸣，并引发地雷，打退了进攻之敌。法军连续几次冲击，守军均依托工事，发挥近战火力，顽强奋战，毙伤不少敌人，守住了阵地。傍晚，正当法军进退维谷之时，与刘永福有联系的越南义军在村落四周遍插黑旗，用中国话齐声喊杀。法军以为突遭黑旗军包围，惊魂落魄，纷纷脱掉军服，乘夜从附近的河沟泅水，偷偷向越池方向逃窜。守军没有发觉，未予追击。
中越军民在临洮附近大败法军，毙伤敌军数百人①，缴获法军红白衣裤、军帽等千余件。这是西线战场上取得的一次较大胜利。这次战斗的主要特点，是中越两国军民紧密配合，英勇战斗。另外，守军充分利用地形，构筑了比较适应当时作战情况的野战工事——地营，减煞了敌人的火力优势，弥补了自己火力不强的弱点，也是这次取胜的一个重要原因。
唐景崧对滇军构筑地营一事，作了相当详细的记载①，这表明滇军在这方面有其独到之处，至少在他看来，如此完善的地营是当时战争中的新鲜事物。
“野战筑城工事具有和军队同样悠久的历史。”“兵力上处于劣势的军队，可借以成功地抵抗优势敌人，因而野战工事能对战局的结果起重大影响。”②随着野战炮兵的大量使用和火炮射速与弹丸威力的加大，仅凭地面工事远远不能适应战争的需要，从而迫使人们向地下发展，构筑既能防护自己、又能攻击敌人的地下工事。地营的出现和发展，正是战争发展的必然产物。在中法战争中，滇军和黑旗军一直重视这一作战手段，“扎营之处，兵卒均荷锄铲刀锯之类，掘地锯木”③，修筑基本上相当于今日有被覆的野战掩体的地营，在各次战斗中都收到了较好的效果。
（二）镇南关大捷（参见附图十六）
在潘鼎新不战而逃、东线法军直逼广西国门的情况下，龙州等地商民惊徙，游勇肆掠，难民蔽江而下，广西全省大震，形势十分严重。清廷以广西关外各军迭次失利，于2月17日电令冯子材帮办广西关外军务。冯子材虽已年近七旬，但“久任广西提督，三次出关，威惠素著，得桂、越人心”①。由于潘鼎新远离前线，前敌将领公推冯为东线总指挥。②冯子材决心“保关克谅”，并相机收复北圻各城。他一面调整部署，令部下赶修工事，一面整顿军纪，安定民心，迅速稳定和改善了防御态势。
与此同时，清政府通过总税务司赫德的私人代表金登干①在巴黎与法国政府之间的秘密谈判正在加紧进行。由于法军在北圻东线占领谅山之后，接着于3月3日在西线解了宣光之围，法国政府急于趁胜迫和，以缓和国内人民对旷日持久的战争所表现的强烈不满。为了保证它在和议中处于更加有利的地位，法国政府要求东线法军继续发展进攻。波里也随即于3月16日电告尼格里：现在正与中国进行谈判，若能对龙州有所动作，派北非骑兵前去，将大有裨益。你看有什么办法，可以使中国人相信我们不久就要向龙州进攻。②接着，波里也向谅山方面增派援军。尼格里认为威胁龙州是“玩一种危险的把戏”③，但还是积极备战，待命行动。
根据当面敌情和广西中越边境的地形条件，冯子材经过反复勘察，选定关前隘（今隘口南）附近的有利地形构筑防御阵地。关前隘在镇南关内约八华里处，东西两面高山夹峙，中间为宽约二华里的隘口。东面的大青山高八百余米，向南倾斜与小青山相连，再南为马鞍山，一直延伸到镇南关的东面。西面的凤尾山高六百余米，同样向南倾斜，直至龙门关（一东西向峡口，有小路可通扣波），然后经一座大石山延伸到镇南关的西面。关前隘南面的谷地宽二华里多，谷地南端有几座小石山，往南直至镇南关都是起伏不平的山丘，统称横坡岭。冯子材命令部队在关前隘附近筑起一道土石长墙（长三里多，高约七尺，宽约四尺），横跨东西两岭之间，墙外挖掘四尺宽的深堑，以利坚守，并在东西岭上修筑堡垒多座，构成一个较完整的山地防御阵地体系。
在兵力部署上，冯子材亲率所部冯军担任关前隘正面防御，扼守长墙和山险要地；王孝祺部八个营屯于冯军后面半华里处，作为正面防御的第二梯队；王德榜所部湘军十个营屯于油隘，保障入关旁路的安全，并相机袭击敌后；苏元春及陈嘉所部桂军十八营屯于幕府（关前隘之后五华里），作为总预备队；魏纲所部鄂军八个营驻平而关，控制由艽封（今七溪）至龙州的水道。此外，蒋宗汉部（杨玉科阵亡后，所部由蒋统领）及方友升部共十余营屯于凭祥，潘鼎新率淮军五营屯于海村，以镇后路。加上驻龙州、新街等处部队，东线清军总兵力约达八十余营。
8月9日，尼格里派北非骑兵和越伪军各一部，企图由文渊练扣波进占艽封、牧马，绕出镇南关之北，摆出一副威胁龙州、切断唐景崧部（当时已由宣光撤至占化）和马盛治部（驻新街）归路的架势。冯子材根据越南人民提供的情报，立即派驻龙州的冯军五个营①前往扣波，苏元春则率桂军暨魏纲部前往艽封。8月13日，法军进至艽封，见清军已先期到达，便掉头南撤。到达扣波的冯军奋力拦击，法军败回文渊。尔后，苏元春部仍回幕府，魏纲部八营和冯军五营则分别留守艽封、扣波。
3月21日，冯子材为打乱敌人的进攻部署，不顾潘鼎新等人的阻挠，决定先发制敌，毅然率王孝祺部出关夜袭法军前哨据点文渊，一度冲入街心，毙伤不少敌人，并毁炮台两座后主动撤回，取得了较大胜利。由于清军的主动出击，尼格里感到自己已处于被动地位，为争取主动，他不待援军到齐，决定提前发起进攻。
3月23日晨，法军第二旅主力一千余人趁大雾偷偷进入镇南关。上午10时30分，大雾开始消散，法军便分两路进攻：主力沿东岭前进；另一路沿关前隘谷地前进，企图在主力夺取大青山顶峰大堡之后，两路前后夹击，攻占关前隘清军阵地。此外，法军一部近千人配置于镇南关东南高地，作为预备队，并向油隘方向担任警戒。冯子材立即商请驻于幕府的苏元春部前来接应，又通知王德榜部从侧后截击敌人。冯子材自率所部和王孝祺部奋力迎击当面之敌。法军在猛烈炮火掩护下，经过几小时的拚死争夺，占领了尚未完工的东岭五座堡垒（分别构筑于小青山五个相连的山峰上）中的三座。冯子材见形势逐渐危急，激昂地高呼：“法再入关，有何面目见粤民？何以生为！”②冯、王两部将士在爱国热情激励下，誓与长墙共存亡，个个奋不顾身，英勇抗击，阻止了敌人的前进。下午4时许，苏元春、陈嘉等率部自幕府赶来增援。不久，蒋宗汉、方友升部也闻讯赶来。各部奋力抵抗，战斗甚为激烈，彼此势均力敌，死伤相当。当天，王德榜部自油隘出击法军右翼，牵制了敌预备队的机动，并一度切断敌人运送军火、粮食的交通线，有力地配合了东岭的战斗。入夜，清军进一步调整部署，由苏元春部协助冯军守长墙，王孝祺部守西岭，陈嘉部守东岭，蒋宗汉、方友升部扼守大青山顶峰。冯子材还派人持大令飞调驻扣波的五营冯军前来抄袭法军左翼。附近群众连夜挑水送饭，赶运弹药。将士们磨刀擦槍，修补工事，严阵以待。经过一番整顿，前线军民更加同仇敌忾，决心与侵略者血战到底。
3月24日晨，尼格里指挥法军分三路再次发起冲击。在侥幸取胜的心理支配下，尼格里首先派其副手陆军中校爱尔明加率兵一部，利用大雾偷偷向大青山顶前进，企图突然夺取大堡，控制东岭制高点；但由于地形险峻，道路难行，法军偷袭未逞，不得已沿原路退回。上午11时许，尼格里见山顶久无动静，以为偷袭部队已不战而占领了山顶大堡，便命令以猛烈炮火轰击清军正面防御工事，企图掩护沿谷地前进的法军接近长墙，配合东岭法军一举突破关前隘阵地。冯子材立即传令各部统领：“有退者，无论何将遇何军，皆诛之！”①并于各路设卡，堵截逃兵。当敌人接近长墙时，冯子材持矛大呼，率领两个儿子跃出长墙，冲入敌阵，展开白刃格斗。全军将士见主帅身先士卒，一齐大开栅门，向敌人冲去。当地人民群众和部分散兵游勇也主动前来助战，“伺便随处狙击”②。中午，从扣波赶来增援的五营冯军在游击杨瑞山、都司麦凤标等率领下，由摩沙村（龙门关西口）冲进龙门关，突然出现在法军侧后，给进攻之敌以意想不到的打击。经过一场激烈的殊死战斗，中路法军狼狈退回谷地。在关前隘长墙激战的同时，陈嘉、蒋宗汉相继率部反复争夺被法军占领的东岭三座堡垒。直到傍晚，王德榜部在击溃敌之增援部队及消灭其运输队后，从关外夹击法军右侧后，配合东岭守军夺回了全部敌占堡垒。这时，王孝祺部也已击退沿西岭进攻之敌，并由西岭包抄敌后。法军三面被围，伤亡甚众，后援不及，弹药将尽，开始全线溃散。于是，尼格里不得不下令撤退，法军丢下数百具尸体，狼狈逃回文渊。
冯子材指挥东线清军取得了镇南关大捷，共毙伤敌军精锐近千人，缴获大批槍炮、干粮，大大鼓舞了中越两国军民的斗志，沉重打击了法国侵略者的气焰。这是中法战争中关系全局的一战。它不仅使北圻东线反攻转败为胜，而且使整个战局发生了根本性的变化。“法人自谓入中国以来，从未受此大创。”①3月27日晚，法军惨败的消息传到巴黎，立刻在法国统治阶级中引起巨大的震动和恐慌。他们害怕因此而动摇法国在远东初步建立起来的殖民统治，因而群起抨击茹费理的远东政策。法国人民也纷起反对茹费理政府的殖民战争。3月29日，法军在谅山惨败的消息接踵传至巴黎，茹费理内阁随即于3月31日在一片责骂声中垮台了。
东线法军经镇南关惨败之后，人数不满二千，在文渊稍事休整，主力即仓卒撤至谅山，和已经到达那里的援兵会合，总数增加到四千五百人左右。冯子材为了不给溃败之敌以喘息机会，于3月26日亲率所部及王孝祺部出关进攻文渊，并通知王德榜部由小路抄袭敌之右翼。文渊守敌倾巢出战，清军“分路四面环攻，槍炮雨密”②。战不多时，守敌头目中弹落马，余众溃逃，清军立将文渊收复。
这时，越南义军已在谅山通往那陽、屯梅等交通线上加紧袭扰，给法军后方以很大威胁。尼格里企图坚守谅山，等待更多援兵到达后再次进犯镇南关，做了如下部署：主力扼守驱驴北面的一个高地，以确保驱驴，屏蔽谅山；一部兵力配置于淇江（今奇穷河）南岸，分守通向谷松、屯梅的交通要道；将老弱残兵编成“城堡班”，驻守谅山城垣碉堡。
冯子材鉴于谅山为越南北部军事要地，“若不急先攻取，实难成破竹之势”。并且认为，法军连战皆败，心胆已寒，“与其明攻多损士卒，不如暗取包易见功”。因此，与苏元春等密商，“以正兵明攻驱驴，出奇兵暗取谅山”。①3月27日，冯子材派杨瑞山率所部绕道而进，乘夜渡过淇江，于次日黄昏潜至谅山，散伏城外各处。
3月28日，冯子材、苏元春、王德榜、王孝祺各部次第向前挺进，分三路逼攻驱驴：冯子材、苏元春率主力进攻正面；王孝祺部和冯军一部进攻西面；王德榜部进攻东面。法军依托驱驴北面高地的坚固工事，负隅顽抗，阻止了清军的进攻。尼格里鉴于其左翼和正面阵地工事坚固，而东面地形较难防守，决定由爱尔明加率军一部，向东面的王德榜部发起反击。下午2时许，冯、苏两部趁敌人调动兵力、正面防御力量有所减弱之机，再次发起猛烈攻击。激战中，尼格里胸部中弹重伤，接替指挥的爱尔明加随即下令向淇江南岸撤退。谅山守敌在慌乱中砍断浮桥，致使部分法军在溃逃中落水溺死。之后，法军退入谅山城，并立即部署分两路向南撤退。
3月29日拂晓，清军主力徒涉淇江，向谅山挺进。在此之前，埋伏于城外的杨瑞山部乘法军熟睡之机，突然发起攻击。城中法军仓皇应战，一片混乱。杨瑞山等“督率各营员弁、勇丁，蚁附而上，劈开城门，兵刃交下”②。法军死伤累累，残部向南逃窜。清军追击二十余里，并边进边搜山，从山谷中俘获不少敌人。
清军在克复谅山的过程中，共毙伤法军近千人，并缴获大量军械物资，仅杨瑞山部就夺获大小火炮三十余门。
谅山既克，清军乘胜分东西两路向南追击。3月31日，东路陈嘉部及王德榜部攻克谷松，西路冯军一部克复屯梅，进逼郎甲。法军犹如惊弓之鸟，一口气逃到郎甲、船头一带。
在这大好形势鼓舞下，越南义军的活动更加频繁。北宁总督黄廷经集合各路义民二万余人，“建冯军旗号，自愿挑浆饭，作向导，随军助剿，或分道进攻”①。河内、海陽、太原、西贡等地人民也纷纷酝酿起义，盼望清军早日挥戈南下，赶走法国侵略者。冯子材决定于4月中旬亲率东线全军进攻北宁、河内；唐景崧部也准备出牧马，攻太原；广东方面，准备派兵出钦州，沿北圻东海岸进攻广安；会办云南军务鲍超所部三十余营生力军正向龙州前进，随时准备入越；西线滇军也已克复广威等地，正向兴化发展进攻。但就在这时，清廷下达了妥胁求和的停战撤兵令，彻底破坏了前线军民乘胜进军的作战计划。