Năm 1858, liên quân Pháp - Tây Ban Nha đổ bộ tấn công vào cảng Đà Nẵng và sau đó xâm chiếm Sài Gòn. Quân Pháp sau đó mở rộng chiến tranh xâm lược ra toàn miền Nam Việt Nam. Năm 1862, vua Tự Đức ký hiệp ước nhượng 3 tỉnh miền Đông Nam Bộ cho Pháp. Năm 1867, Pháp chiếm nốt 3 tỉnh miền Tây Nam Bộ, tạo thành 1 lãnh thổ thuộc địa Cochinchine (Nam Kỳ) ở Nam Kỳ Lục tỉnh.

Sau khi củng cố vị trí vững chắc ở Nam Kỳ, từ 1873-1886, Pháp dần xâm chiếm nốt những phần còn lại của Đại Nam qua những cuộc chiến phức tạp ở Bắc Kỳ với lực lượng chủ chiến triều Nguyễn do Tôn Thất Thuyết, Nguyễn Văn Tường, Hoàng Kế Viêm lãnh đạo và quân Cờ đen của Lưu Vĩnh Phúc. Miền Bắc khi đó rất hỗn độn do những mối bất hòa giữa lương-giáo, người Việt - người Hoa - phương Tây... Triều đình Huế không thể kiểm soát nổi tình hình. Nhà Thanh của Trung Quốc đem đại quân vào miền Bắc Việt Nam trên danh nghĩa giúp "chư hầu" nhà Nguyễn kháng Pháp, chiến tranh Pháp-Thanh bùng nổ trên chiến trường miền Bắc. Cuối cùng thì liên quân Thanh-Nguyễn đã thất bại và quân đội Pháp đã giành chiến thắng.

Quân nhà Nguyễn tuy có quân Thanh và quân Cờ đen trợ chiến vẫn bị thất bại. Sau khi giành quyền làm chủ miền Bắc Việt Nam, chính phủ Pháp tuyên bố là họ sẽ bảo hộ Bắc Kỳ (Tonkin) và Trung Kỳ (Annam). Sau đó họ tiếp tục duy trì các hoàng đế bù nhìn cho đến Bảo Đại.