Lính bộ binh Bayern trong chiến dịch năm 1870.

Tuy nhiên, quân Pháp nhanh chóng tiến hành chống trả.[1] Khi quân Bayern đang lội qua sông Lauter, toàn bộ pháo binh Pháp đã triển khai trận tuyến từ Geisberg ở bên phải sang Wissembourg ở bên trái và khai hỏa dữ dội. Phối hợp với hỏa lực pháo binh, hai tiểu đoàn của Trung đoàn 74 và lính tập Algérie cố thủ sau các chiến hào, tường thành và đường đắp cao xe lửa trong hai thị trấn Wissembourg-Altenstadt đã đốn ngã hàng loạt quân Bayern bằng loại súng trường nạp hậu hiện đại Chassepot của mình. Trận đánh cũng là lần đầu tiên mà người Đức được nghe âm thanh tak-tak-tak của thứ vũ khí tối tân mang tên mitrailleuse. Khác với hậu thân của mình là các tổ súng máy cuối thế kỷ 19, các khẩu đội mitrailleuse thường có khuynh hướng dồn trọng tâm vào một người và tuôn một mạch 30 phát đạn vào anh ta, nói cách khác là xéo nát hết người anh ta. Mặc dù không tạo được ảnh hưởng đáng kể đối với cục diện cuộc chiến, loại súng này có tác động ghê gớm đối với tinh thần quân Đức. Một sĩ quan Bayern đã viết sau trận đánh: "Một điều chắc chắn là ất ít người bị thương bởi khẩu mitrailleuse. Nó mà bắn trúng bạn là bạn chết". Hỏa lực dồn dập của bộ binh và pháo binh Pháp đã đập tan mọi cố gắng của quân Bayern nhằm hình thành các đội hình hàng dọc trên khu vực gập ghềnh và lầy lội đằng trước Wissembourg.[3]

Tuy nhiên, tổn thất của quân Đức đã được hạn chế bởi lực lượng pháo binh ưu việt của họ. Các khẩu đội Phổ và Bayern được trang bị loại đại bác hãng Krupp cỡ nòng sáu bảng (3 kg) đạn nạp hậu có tầm bắn xa hơn, tốc độ bắn nhanh hơn, và cũng chính xác hơn loại pháo nạp tiền của Pháp rất nhiều. Một vài cỗ pháo của liên quân Phổ-Bayern đã được qua các ngọn cầu tạm bợ trên sông Lauter và dập nát các cánh cổng bằng gỗ ở cự ly gần. Số đại bác còn lại của Đức được triển khai trên bờ tái sông Lauter và bắn phá ác liệt vào Wissembourg, làm câm tịt các khẩu mitrailleuses và buộc lính bộ binh Pháp phải chạy khỏi các bức tường quanh thị trấn. Dù gì, cảnh tượng thây quân Bayern chất đầy ngoài thị trấn Wissembourg đã đánh đấu một sự khởi đầu không mấy tốt đẹp cho phía Đức trong cuộc chiến.[3]

Bản đồ trận chiến Wissembourg.

Nhưng binh pháp của Phổ không lệ thuộc vào các cuộc tấn công trực diện. Trong khi sư đoàn Bothmer bị chặn trước Wissembourg và Altenstadt, Thái tử Friedrich Wilhelm cùng Tham mưu trưởng Blumenthal điều Sư đoàn 3 Bayern đánh vào sườn trái quân Pháp và huy động hai Quân đoàn V, XI của Phổ tấn công sườn phải và hậu quân Douay. Từ trên khu vực cao phía sau sông Lauter, Friedrich và Blumenthal đã theo dõi được trận tuyến của Douay và đúc kết rằng trong cả khu vực chỉ có một sư đoàn Pháp duy nhất, không hề được yểm trợ bên sườn bởi một địa hình tự nhiên nào, không có lực lượng trừ bị nào và cũng không có mối liên hệ nào với các sư đoàn khác của Quân đoàn I.[3]

Douay đã không kịp sống để chứng kiến tình hình tuyệt vọng của mình. Lúc 11h, ông cưỡi ngựa ra quan sát cuộc chiến đấu tại Wissembourg và bị giết khi một xe đạn phát nổ. Vào thời điểm này, quân Phổ đã gần hoàn thành thế trận hợp vây của mình. Sư đoàn 9 - lực lượng đi đầu của Quân đoàn V Phổ dưới quyền Thượng tướng Bộ binh Hugo von Kirchbach - đã vượt sông Lauter tại St. Remy, đánh chiếm Altenstadt rồi đột chiếm đường đắp cao xe lửa tại Wissembourg, kẹp các đơn vị lính tập Bắc Phi giữa hai làn đạn. Thêm 6 tiểu đoàn Bayern nữa tràn qua sông Lauter phía trên Wissembourg để khép vòng vây. Hỏa lực càng lúc càng ác liệt của pháo binh Đức đã khoét nhiều lỗ hổng trong hàng phòng thủ quân Pháp trong thị trấn. Trước tình thế khốn cùng, quân Pháp tại Wissembourg vẫn ra sức bắn trả các đoàn quân Phổ và Bayern trên bờ sông.[1][3]

Cuối cùng, chính thị dân Wissembourg chứ không phải là lính Pháp đã giương cờ trắng. Lo sợ thị trấn của mình bị tàn phá, thị dân Wissembourg từ trong nhà chui ra và yêu cầu Trung đoàn 74 mở cửa cho quân Đức vào thị trấn. Thiếu tá Liaud, Tiểu đoàn trưởng Tiểu đoàn 2 Trung đoàn 74, đã tỏ ra cay đắng khi hồi tưởng về sự can thiệp của dân chúng, những người đã nài nỉ binh lính của ông ta chấm dứt "sự kháng cự vô ích" và từ chối hỗ trợ cho họ tiếp tục chiến đấu. Khi Liaud cho quân lên các nóc nhà để bắn tỉa lính Đức, viên thị trưởng phàn nàn với ông rằng quân Pháp đang "gây hủy hoại vật chất" và cố duy trì một cuộc chiến đấu vô nghĩa. Trận chiến giành Wissembourg đột ngột chấm dứt khoảng 13h, khi một đám đông dân chúng chạy đến cổng Haguenau, hạ cầu kéo và vẫy quân Bayern vào thị trấn.[1][3]

Trong khi các đơn vị bộ binh và pháo binh Pháp trên cao điểm Geisberg dưới sự đôn đốc của Jean Pélle - phó tướng và cũng là người kế nhiệm Douay - cố sức hỗ trợ cho quân phòng thủ Wissembourg tổ chức rút lui, đến lượt họ lại phải đối mặt với các cuộc tiến công dồn dập của các tiểu đoàn Phổ thuộc Quân đoàn V của Kirchbach và Quân đoàn VI của Thượng tướng Bộ binh Julius von Bose. Quân Phổ nhanh chóng đẩy được quân Pháp vào trong lâu đài Geisberg. Trong một tiếng đồng hồ kế tiếp, quân Phổ ồ ạt tiến công tầng trệt với tinh thần dũng cảm và hăng hái cao độ. Từ trong mọi căn phòng và trên nóc lâu đài, những trận mưa đạn của quân phòng thủ Pháp đã đốn quỵ từng lớp bộ binh Phổ. Trung đoàn 7, với thành phần chủ yếu là người Ba Lan, thiệt hại đến 23 sĩ quan và 329 lính. Tác giả E. J. Hoffschmidt đã mô tả như sau về sự hy sinh của đội ngũ sĩ quan và binh lính trung đoàn:[1][6]

"Các khu vườn xung quanh lâu đài nhanh chóng sạch bóng quân địch; quân bộ binh khi tấn công chính lâu đài đã vấp phải hỏa lực ghê gớm. Thiếu tá von Kaisenberg dẫn đầu phần lớn tiểu đoàn hỏa mai xông thẳng về lâu đài. Sau khi người mang cờ ngã gục, ông thiếu tá tự mình giật lấy cờ. Nhưng 3 phát đạn đã đốn quỵ ông; ngọn cờ lại đổi chủ liên tục; những người lính dũng cảm vẫn kiên cường tiến bước theo sau các tư lệnh, những người lần lượt ngã xuống và nát thân..."Friedrich III lặng ngắm thi hài tướng Pháp Abel Douay sau đại thắng Wissembourg, tranh của Anton von Werner (1888)

Trên các ngọn dốc phía dưới Geisberg, quân Phổ, cùng với quân Bayern từ Wissembourg, cũng xông lên tấn công. Một hạ sĩ Bayern đã lấy được một khẩu Chassepot từ xác một tử sĩ Pháp và trở nên kinh ngạc khi biết rằng tầm bắn hiệu quả của Chassepot đạt đến 1.500 m, vượt xa cả khẩu Dreyse của Phổ lẫn khẩu Podewils của Bayern. Trận đánh giành lâu đài Geisberg diễn ra bế tắc cho đến khi 3 khẩu đội pháo của Sư đoàn 9 lên được một cao điểm bị bỏ trống cách Geisberg chỉ 800 bước. Từ 3 hướng, đại bác quân Phổ tới tấp bắn phá lâu đài, gây sát thương ghê gớm cho quân phòng thủ Pháp. Do nóc thành bị sập đổ và các căn phòng bị vỡ nát, tàn quân Pháp phải trú trong các hầm rượu để nương thần. Được pháo binh dọn đường, bộ binh Phổ đã thực hiện một đợt tấn công cuối cùng nhằm dứt điểm sự chống cự của đối phương. Cuộc tấn công này kết thúc thắng lợi khi quân Phổ tràn vào trong lâu đài và buộc 200 quân phòng thủ còn sống sót phải đầu hàng. Thất thế, Pélle phải rút tàn binh Sư đoàn 2 chạy về phía tây nam theo hướng Strasbourg, bỏ lại hàng nghìn người bị bắt làm tù binh cùng một lượng lớn vũ khí và lương thực bị thu giữ.[3][6]

Bên trong Wissembourg còn một số đại đội lính tập Algérie và 300 lính thuộc Trung đoàn 74 bị kẹt lại không có đường rút. Họ đã bị quân Phổ và quân Bayern thanh toàn trong những cuộc giao tranh ác liệt tên đường phố.[3]