凌晨3时30分，所有的法军部队都做好了准备，法国炮舰分队开始实施炮火准备，“阿罗于德”号巡洋舰的桅杆顶端升起巨幅战旗，率领各舰驶近集中火力猛轰普军汉堡外围的要塞，令法国人十分意外的是，前一天似乎已经完全被打哑的普鲁士炮台，又恢复了还击，由于法舰驶得过近，普鲁士人的火炮甚至也击中了“阿罗于德”号的舰艏。
5时40分，天色完全破晓，由于发现易北河的河道很深，不但法国巡洋舰尽数出现在汉堡城面前，两艘老式铁甲舰也加入了进来。一时间法军炮火空前猛烈，炮火隆隆中，激昂的战歌从“阿罗于德”号等法国军舰上奏响，“PourlaFrance，àl‘honneur，àladignité！”（为了法兰西、为了尊严和荣誉！）6时20分，法国海陆军开始了全线攻击。
此时驻守汉堡城的普军只有两个预备师，再就是一些临时征召来的民兵组成的守备部队，尽管普鲁士民众很早就接受过军事化训练，拥有很高的作战素质，并且有保卫家乡的勇气，但在法军压倒性的舰炮火力面前，所有的努力都没有任何作用。
很快，陆地上便陷入全面的混战。驻守要塞的普鲁士官兵极力阻滞法军的行动，或冲出炮台白刃相接，或在城镇中利用步枪和猎枪进行巷战，还有的在军官指挥下坚守在炮位上进行最后的战斗。法军则在强大炮火的掩护下徐徐向前推进，同时法国军舰贴着易北河岸开始试图越过浅水，进入河口，直扑汉堡城。法军无情的炮火一寸寸的梳洗过普军的阵地，当法军步兵突破城防进入汉堡城时，一切都已成了定局。中午时分，在这场分外激烈的作战中，有一支法国军队显得异常英勇，冒着枪林弹雨，无所畏惧，哪里有普鲁士人，哪里便有他们的身影……这便是阿尔及利亚祖阿夫军团了。
中午12时33分，法军在汉堡的城墙上举行升旗仪式，标致着法军事实上已经控制了汉堡这座普鲁士国都北部的最大屏障，由基尔通往柏林的大门已经被敲开。在易北河中停泊着的“阿罗于德”号巡洋舰，用旗语信号向岸上的官兵传达孤拔的命令，“司令对各支队、登陆各部队以及阿尔及利亚祖阿夫部队的表现十分满意”。当天在汉堡周围的一些小堡垒中，抵抗还顽强地一直持续到下午2时25分，最后约30000余人的普鲁士守军全军覆没。汉堡港的普鲁士军城防司令戈特少将、参谋长莫里茨上校及以下120多名普鲁士军官全部在激战中阵亡。
得悉汉堡已经处在法国军舰的炮口下，汉堡的普鲁士民众万分惊恐，孤拔随后致信汉堡市政厅，命令他们马上投降，停止一切抵抗，否则便将汉堡夷为平地：“我给你们12小时考虑全盘接受或是拒绝我向你们提出的条件，而毫无讨论余地……如果你们拒绝，那么就将会造成极大的灾难。你们应设想一切极其可怕的后果，你们可能无法面对却仍然无视的现实：你们将给自己宣判死刑，汉堡这个城市的名字也将在历史上消失！”
内无良策，外无救兵的局面下，普鲁士北方最大的港口城市选择了投降，当天下午，法军举行了入城式，法兰西三色旗第一次高高的飘扬在了汉堡城的上空。
在占领汉堡后，孤拔最担心的是手中的兵力不足，所以没有选择马上向柏林方向进攻，而恰在此时，从法国本土开来的船队到达，为孤拔送来了约20000人的陆军部队。孤拔了解到这些部队多数是由新入伍的“爱国青年”组成，他们完全是凭着一腔热血前来，并没有体会过战场的残酷。孤拔于是谨慎地没有贸然向柏林发动进攻，而是着手稳固后方。
在法军攻占汉堡之后，实际上切断了石勒苏益格——荷尔斯泰因和普鲁士内地的联系，孤拔在分兵固守汉堡的同时，派部队一路向南横扫，先后攻占了海德、胡苏姆、弗伦斯堡等城市，法国海军也没有闲着，依次出动袭占普鲁士沿海各港口城市，到1871年2月10日为止，也就是普法双方和平谈判开始后的第13天，整个石勒苏益格——荷尔斯泰因州已经全部置于孤拔率领的法军控制之下。
在得到皇帝“继续进攻”的命令之后，孤拔在汉堡摩拳擦掌，整顿兵马，雄心勃勃的准备向柏林发动进攻。
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《林义哲奏稿·附陈普法交战情形片》：
“……2月20日，得欧洲战报，闻法国以大小兵船20余艘掩护陆队，突袭普国重镇汉堡，法舰先开炮轰射，陆队继发，普军力拒待援，然皆民兵，守战不力，法军攻迫益急，射破诸屯垒，普国官兵多被伤毙，易北河沿岸诸炮垒屯所皆为法军所据，普军虽勉力支撑，然法舰炮火极猛，普军兵将死者极众，势极险危，为免焚城之难，遂降，普国北方门户遂不存矣。……观此次普国北方交兵，法军自溪耳登陆后势如破竹，战无不胜，与本土之作战情形大相迥异。汉堡为普国北方重镇，法军一日之内攻而迫降之，究问其因，实水师兵轮之力也。……普国北部临海，又有易北河及其支流横亘其间，法军得以水陆并进，以水师补陆队炮火之不足；而普军主力远在法境，本土守军战力不强，其虽善用炮队，然终不能敌法水师之兵轮巨炮也。由是观之，普国之败，非兵不利，战不善，将士不用命，徒以无水师之故也……”
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