Chiếm phía Nam đảo Hokkaidō

Quân nổi loạn, số lượng khoảng 3.000 người và đi bằng tàu cùng với Enomoto Takeaki đến Hokkaido vào tháng 10 năm 1868. Họ đổ bộ ở vịnh Takanoki, đằng sau Hakodate ngày 20 tháng 10. Hijikata Toshizo và Otori Keisuki mỗi người dẫn một chi đội tiến theo hướng Hakodate. Họ tiêu diệt quân kháng cự tại địa phương của phiên Matsumae, vốn đã tuyên bố trung thành với chính quyền Meiji mới, và chiếm đồn Goryokaku ngày 26 tháng 10, nơi trở thành sở chỉ huy của quân phiến loạn.

Nhiều cuộc hành quân được tổ chức để kiểm soát hoàn toàn phía Nam bán đảo Hokkaido. Ngày 5 tháng 11, Hijikata, chỉ huy 800 lính và được sự trợ giúp của tàu chiến Kaiten and Banryo chiếm thành Matsumae. Ngày 14 tháng 11, Hijikatavà Matsudaira cùng kéo về thành phố Esashi, với sự trợ giúp thêm của kỳ hạm Kaiyo Maru, và tàu vận tải Shinsoku. Không may, Kaiyō Maru bị đắm trong một cơn bão lớn ở Esashi, và Shinsoku cũng bị chìm khi đến giải cứu, giáng một đòn nặng nề vào quân phiến loạn.

Sau khi tiêu diệt mọi sự kháng cự tại địa phương, ngày 25 tháng 12, phiến quân thành lập Cộng hòa Ezo, với tổ chức chính quyền theo kiểu Hoa Kỳ, với Enomoto Takeaki, làm Tổng thống (総裁). Trong khi chính phủ Pháp và Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland công nhận có điều kiện nước Cộng hòa mới, chính quyền Meiji ở Tokyo thì không.

Một mạng lưới phòng ngự được xây dựng ở xung quanh Hakodate với dự đoán về một cuộc tấn công của binh lính triều đình mới. Binh lính Cộng hòa Ezo được cấu trúc dưới sự lãnh đạo chung Pháp-Nhật, với Tổng Tư lệnh Otori Keisuke tiếp theo là Jules Brunet, và mỗi trong số 4 trung đoàn do sĩ quan Pháp chỉ huy (Fortant, Marlin, Cazeneuve, Bouffier), tiếp theo là 8 "bán trung đoàn" do người Nhật chỉ huy. 2 cựu sĩ quan hải quân Pháp, Eugène Collache và Henri Nicol sau đó gia nhập phiến quân, và Collache được giao nhiệm vụ xây dựng các công trình phòng ngự dọc nhũng ngọn núi lửa quanh Hakodate, trong khi Nicol có nhiệm vụ tái tổ chức lại Hải quân.

Trong khi đó, Hạm đội triều đình nhanh chóng được hình thành xung quanh thiết giáp hạm Kōtetsu, được chính quyền Meiji mua từ Hoa Kỳ. Những con tàu khác của triều đình là Kasuga, Hiryū, Teibo, Yoshun, Moshun, được các phiên Saga, Chōshū và Satsuma cung cấp cho chính quyền mới thành lập năm 1868. Hạm đội rời Tokyo ngày 9 tháng 3 năm 1869, và tiến lên phía Bắc.

Hải chiến Miyako

Hải quân triều đình tới Miyako ngày 20 tháng 3. Dự tính quân triều đình sẽ tới, phiến quân tổ chức một kế hoạch táo bạo chiếm tàu chiến mới hùng mạnh Kōtetsu.

3 tàu chiến được củ đi thực hiện cuộc tấn công bất ngờ, còn được gọi là Hải chiến Miyako: Kaiten, chở các sĩ quan ưu tú của Shinsengumi cùng sĩ quan hải quân Pháp Henri Nicol, tàu chiến Banryu, với cựu sĩ quan hải quân Pháp Clateau, và tàu chiến Takao, với cựu sĩ quan hải quân Pháp Eugène Collache trên boong. Để tạo ra bất ngờ, tàu Kaiten tiến vào cảng Miyako với cờ Mỹ. Họ trương cờ Cộng hòa Ezo lên vài giây sau khi cập boong tàu Kōtetsu. Thủy thủ đoàn Kōtetsu đẩy lui thành công được cuộc tấn công với súng máy, với thương vong lớn của quân tấn công. 2 tàu chiến Ezo chạy về Hokkaidō, nhưng chiếc Takao bị đuổi theo và tự đánh chìm.

Quân triều đình đổ bộ

Quân triều đình, số lượng 7.000 lính, đổ bộ xuống Hokkaido ngày 9 tháng 4 năm 1869. Họ dần dần chiếm được nhiều vị trí phòng ngự, cho đến khi trận cuối cùng diễn ra quanh đồn Goryokaku và Benten Daiba quanh thành phố Hakodate.

Cuộc chiến lớn đầu tiên ở Nhật Bản giữa 2 hải quân hiện đại, Hải chiến Hakodate, diễn ra cho đến khi hết chiến tranh, trong suốt tháng 5 năm 1869.

Trước khi đầu hàng, vào tháng 5 năm 1869, các cố vấn quân sự của Cộng hòa Wzo chạy đến tàu chiến Hải quân Pháp đậu tại vịnh Hakodate, chiếc Coëtlogon, từ đó họ chạy đến Yokohama và từ đó về Pháp.

Sau khi mất gần nửa quân số và phần lớn tàu, quân đội Cộng hòa Ezo đầu hàng chính quyền Meiji ngày 17 tháng 5 năm 1869.