Ngày 6 tháng 8 năm 1870, trong khi Tập đoàn quân số 3 Đức do Thái tử Friedrich Wilhelm chỉ huy đè bẹp bộ phận quân Pháp của Thống chế Mac-Mahon gồm Quân đoàn I và một sư đoàn thuộc Quân đoàn VII ở Frœschwiller-Wœrth về hướng nam, các thành phần thuộc Tập đoàn quân số 1 và 2 Đức đánh thắng Quân đoàn II Pháp do Frossard chỉ huy ở Spicheren-Forbach trên mạn bắc. Hai thất bại mở màn này đã giáng một đòn nặng nề vào tinh thần chiến đấu của Tập đoàn quân Rhine do Hoàng đế Napoléon III trực tiếp chỉ huy và dẫn đến sự chia cắt hai bộ phận quân Pháp. Trước tình hình đó, vào ngày 7 tháng 8 năm 1870, Napoléon sai 3 quân đoàn I, V, VII rút về Châlons-sur-Marne để thành lập một tập đoàn quân mới do MacMahon trực tiếp chỉ huy, trong khi 5 quân đoàn chủ lực Tập đoàn quân Rhine tập kết tại Metz, trước khi rút về thành cổ Verdun trên sông Meuse và đến Châlons để hội quân với MacMahon. 5 ngày sau, Napoléon trao quyền tổng chỉ huy Tập đoàn quân Rhine cho Thống chế Bazaine, nguyên Tư lệnh Quân đoàn III.[11][12][13] Sau một tuần lễ thụ động, Bazaine bắt đầu rút quân qua sông Moselle để rời Metz đến Verdun vào ngày 14 tháng 8.[14]

Sau khi nhận định lại tình hình từ hai trận Frœschwiller và Spicheren, Bộ Tổng Chỉ huy quân đội Phổ-Đức – đứng đầu là Vua Wilhelm I và Thượng tướng Bộ binh Helmuth von Moltke – đã đề ra các kế hoạch quy định Tập đoàn quân số 3 sẽ tiếp tục truy đuổi cánh quân MacMahon và Tập đoàn quân số 1 do Thượng tướng Bộ binh Karl Friedrich von Steinmetz chỉ huy sẽ giữ chân Bazaine tại khu vực Metz, trong khi Tập đoàn quân số 2 do Thân vương Friedrich Karl chỉ huy sẽ lấy Tập đoàn quân số 1 làm trục xoay để tiến vào giữa hai tập đoàn quân Đức và vượt sông Moselle gần Pont-à-Mousson về phía nam Metz nhằm cô lập hoàn toàn Bazaine khỏi MacMahon trên hướng bắc. Buổi chiều ngày 14 tháng 8, Tập đoàn quân số 1 đã tiếp cận các lực lượng Pháp đóng giữ trên khu vực cao phía đông Metz. Quan sát thấy quân Pháp đang rút lui, hai quân đoàn I và VII của Phổ đã quyết định tấn công nhằm trì hoãn đối phương bằng mọi giá và giúp Tập đoàn quân số 2 tạo thế hợp vây theo dự kiến của Molke.[14][15][16] Quyết định này dẫn đến trận Borny-Colombey, một trận đánh ác liệt trong đó không bên nào giành thắng lợi nhưng cuộc triệt thoái của Bazaine đã bị trì hoãn đáng kể. Hôm sau, nắm được tiến độ triệt thoái lề mề của quân Pháp, vua Wilhelm I sai Moltke điều Tập đoàn quân số 2 vượt sông Moselle rồi tiến về phía tây và lên phía bắc để khóa chặt con đường Metz-Verdun. Bất chấp sự chậm chạp của đối phương, Tư lệnh Tập đoàn quân số 2 đã ban bố các mệnh lệnh dựa trên giả thiết rằng quân tiền vệ của Bazaine đã gần đến sông Meuse.[2][14]

Ngày 16 tháng 8, Bazaine ra lệnh hoãn hành quân đến chiều do quân kỵ binh tuần tiễu của Pháp không tìm thấy một lực lượng địch nào ở phía nam và các đơn vị cuối cùng của hai Quân đoàn III và IV Pháp vẫn chưa vượt sông Moselle. Trái ngược với những gì mà viên Thống chế Pháp suy nghĩ, các thành phần quân Phổ thuộc Quân đoàn III dưới quyền Trung tướng von Alvensleben và Quân đoàn X dưới quyền Thượng tướng Bộ binh von Voigts-Rhetz đã xuất hiện từ phía nam. Chẳng bấy lâu sau khi Bazaine ban lệnh gác lại cuộc hoãn quân, Alvensleben phát lệnh tiến công cái mà ông cho là một lực lượng "hậu quân" bị cắt rời của Tập đoàn quân Rhine vốn đã rút về phía tây từ trước[14]. Một trận đánh đẫm máu đã bùng nổ ở Rezonville, Vionville và Mars-la-Tour giữa các Quân đoàn III và X với toàn bộ 5 quân đoàn của Bazaine. Nhờ có súng trường nạp hậu Chassepot với độ chính xác và tấm bắn vượt xa súng trường Dreyse của Phổ, quân Pháp đã liên tiếp chặn đứng các đợt tấn công của bộ binh Phổ và gây cho địch tổn thất nặng nề. Bên cạnh đó, trận tuyến pháo binh dày đặc của Phổ, sử dụng loại pháo tối tân của hãng Krupp cỡ nòng 6 bảng (3 kg) đạn nạp hậu, làm câm tịt các cỗ đại bác của Pháp và gây cho họ thiệt hại ngang ngửa. Trận đánh kết thúc trong bế tắc vào buổi tối. Bị chặn mất con đường tới Verdun, Bazaine vào lúc 22h đã nói với bộ tham mưu của mình rằng hôm sau ông sẽ rút trở lại Metz theo hướng đông bắc.[2][17]

Moltke hiểu rõ ý nghĩa của chiến thắng ngày 16 tháng 8. Theo ông, việc hai quân đoàn Đức đối mặt với toàn bộ lực lượng của Bazaine trong trận đánh này cho thấy tình hình thuận lợi để huy động đại bộ phận binh lực cô lập Bazaine khỏi nội địa Pháp: "Số quân địch đối mặt với Quân đoàn III càng nhiều thì thành công của ta sẽ càng lớn vào ngày mai, khi ta có thể triển khai các Quân đoàn X, III, IV, VIII, VII và cuối cùng là XII để chống nhau với nó". Mặc dù Đại tá Gustav von Stiehle, Tham mưu trưởng Tập đoàn quân số 2, đề xuất cho các lực lượng còn lại của tập đoàn quân mình tiếp tục hành quân về sông Meuse theo dự định nguyên thủy của Bộ Chỉ huy Tập đoàn quân số 2, Moltke giờ đây nhận thấy sông Meuse không còn có tầm quan trọng và ông lập tức bắt tay vào việc chuẩn bị bao vây xóa sổ quân chủ lực Pháp. Có hai phương án: hoặc là hợp vây quân của Bazaine ở vùng ngoại ô Metz rồi đẩy họ vào pháo đài và để đói họ trong đây, hoặc là đánh quân Pháp chạy về phía bắc tới Luxembourg, nơi họ sẽ bị giải giáp theo quy luật chiến tranh. Dựa trên hoạch định của Moltke, vào ngày 17 tháng 8, trong khi Steinmetz thúc chủ lực Tập đoàn quân số 1 qua sông Moselle[b], Friedrich Karl quay toàn bộ Tập đoàn quân số 2 về chiến trường ngày hôm trước.[2]

Để đề phòng viên tướng 74 tuổi Steinmetz một lần nữa phá vỡ kế hoạch hành quân của mình, Moltke chuyển Quân đoàn VIII Phổ sang Tập đoàn quân số 2. Bất chấp sự phàn nàn của vị lão tướng, Tổng tham mưu trưởng chỉ để lại Quân đoàn VII trực thuộc quyền chỉ huy của Steinmetz và sai ông trụ lại gần Gravelotte trong khi Tập đoàn quân số 2 lấy lực lượng của ông làm trục để vòng sang hướng nam.[2][] Theo nhìn nhận của giới sử học hiện đại, Moltke đã mắc một sai lầm nghiêm trọng khi ông điều hơn 20 vạn quân của mình tiến qua chính diện quân Pháp. Mặc dù quân Pháp đang triệt thoái, các đội hình của họ hoàn toàn có thể quay lại và giáng một đòn hủy diệt vào sườn quân Đức. Thái độ chủ quan của Moltke vẫn không hề lung lay trong suốt ngày hôm đó, phần nhiều là do ông không hề có được tin tức tình báo về nơi quân Pháp đang đóng quân, hoặc là nơi quân Pháp đang rút lui tới. Ông buộc phải hành động dựa trên những đám khói súng mà ông nhìn thấy thay vì những báo cáo của kỵ binh tuần tiễu: quân kỵ mã của ông dành phần lớn ngày 17 tháng 8 để bình phục sau những đợt tấn công ác liệt của họ vào ngày hôm trước. Nhưng kỵ binh Pháp cũng không thể phát hiện và thông tin cho Bazaine về cuộc hành quân đầy mạo hiểm của Moltke, làm vuột mất một cơ hội có một không hai để vị Thống chế đè bẹp quân Đức.[17][18]

Bố trí của quân Pháp

Bazaine dành cả ngày 17 tháng 8 để triển khai cái được sử gia Hoa Kỳ Dennis Showalter gọi là "cứ điểm phòng ngự chiến thuật mạnh nhất trong chiến dịch". Trận tuyến phòng thủ của ông trải dọc theo một dải đất cao nằm ngoài Metz khoảng 1.6 km, kéo dài từ làng Saint-Privat phía bắc qua các làng Amanvillers và Gravelotte ở chính giữa, rồi xuống khu vực rừng rậm che phủ khe Mance, nơi có con suối chảy tới sông Moselle về hướng nam. Khe suối sâu Mance là một chiến ngại vật có tác dụng gây rối loạn các đội hình chặt chẽ của cánh trái quân Đức. Đồng thời, hệ thống cao điểm trên hàng cây đã tạo nên những khu vực bắn dài, chế ngự bởi các nông trang được gia cố St. Hubert, Leipzig, Moscou và Point du Jour nối liền với các chiến hào và hỏa điểm pháo binh của Pháp. Trong khi đó, phần lớn các khu vực ở trung tâm và bên phải (phía bắc) chiến tuyến chỉ dốc nhẹ và trống rỗng, tạo nên những khu vực bắn tuyệt vời cho súng trường nạp hậu tối tân Chassepot của Pháp.[17][19][20]

Dưới sự chỉ huy của tướng Frossard, Quân đoàn II Pháp đóng giữ khu vực Mance. Các quân đoàn III (Le Bœuf) và IV (Ladmirault) đã triển khai lực lượng dọc theo cao điểm ở trung tâm, đồng thời xác lập tầm bắn và vùng bắn của mình. Nhiệm vụ trấn thủ cánh phải quân Pháp được giao cho Quân đoàn VI dưới quyền Thống chế Canrobert. Bazaine đã yêu cầu dàn quân đoàn này theo hình bậc thang theo hướng đông bắc để ngăn chặn sự hợp vây của địch, và Canrobert thiết lập vị trí phòng ngự chủ chốt của mình ở phía tây nam Saint-Privat.[17] Sở chỉ huy của Bazaine tọa lạc tại thành lũy bằng gạch Plappeville, cách 3,22 km về phía sau cánh trái và cách St. Privat 6,44 km. Gần đó, viên Thống chế bố trí lực lượng trừ bị chủ chốt của mình, đội Cận vệ Đế chế, yểm trợ cánh trái và trung tâm, do ông tiên liệu rằng quân Phổ sẽ phát động mũi tấn công chủ lực theo hướng này.[19] Theo nhìn nhận của sử gia Anh Michael A. Howard, điểm yếu của trận tuyến phòng thủ vững chắc của Bazaine nằm ở cánh phải, do không gì có thể ngăn cản cánh quân này bị bọc sườn từ phía bắc. Thêm vào đó, khoảng cách xa vời giữa cơ quan đầu não quân đội Pháp với cánh phải cũng là một nhược điểm tai hại của cánh này.[3]

Các đạo binh của Moltke sẽ trở thành mồi ngon cho quân phòng ngự Pháp nếu mọi thứ diễn ra như Bazaine định trước. Bazaine không hề đề ra kế hoạch về một cuộc phản công toàn lực nếu như quân Phổ bị đánh bại. Trong trường hợp quân ông bị thất trận, Bazaine sẽ rút vào pháo đài Metz và đợi chờ hoàng đế đưa quân tới cứu viện.[17]