1883年12月17日清早，几名阿尔及利亚兵和越南雇佣兵，冒失地走近内城墙根，推了推山西城内城的北门，未能想到，城门竟应声而开，这时才发现内城里面已经是空空荡荡，只剩下一些小声哭泣的妇孺老弱。丝毫没有准备的法国兵们顿时感到手足无措，但谁都不愿错失首先攻进山西内城的光荣，于是用一条阿尔及利亚兵的红腰带，一条越南雇佣兵的蓝色腰带，以及一名军官贡献出来的白手帕，编成了特殊的三色旗。上午9时，在这面旗帜的注视下，孤拔在全军官兵的欢呼中进入山西内城，自安邺被杀以来，法国人终于获得了一场真正的大胜利。安邺被杀开始，黑旗军在法国人心中造成的阴影，至此一扫而空。
    整个山西之战，法军阵亡83人，黑旗军和伪装成黑旗军的中国军队阵亡超过900人。
    越境崩溃
     12月中，正当山西大战之时，月初发生在顺化宫廷里的一桩大事，摆到了法国政府的议事桌上。当月的5日，即位不久的越南协和帝洪佚，被当初扶他上宝座的重臣阮文祥、尊室说毒死，改立新帝建福。消息传出，顺化城内陷入混乱，法国人根据他们获得的信息进行判断，认为这是一次中国煽动下的反法国革命，目的在于否认顺化条约，向法国开战，重建越南与中国的宗藩关系。面对局势突变，法国政府对在越人事做出了一项重要变动，正在山西前线的孤拔被解除指挥陆军和东京分队的权力，仍然担任东京支队司令，负责紧急处理顺化事变。东京远征军总司令一职，由在普法战争中表现卓著的老将米乐（Charles-Théodore Millot）接任，为平和孤拔的心理，同时也是为对米乐的权力进行制约，海军和殖民地部随即下令，晋升孤拔为海军中将。
     按照法国决定性打击的安排，攻占山西之后，接续的目标就是北宁。为此，随同米乐启程的，还有新一批法国军队6000余人，就此法国在越南的军队人数将上升到15000余人。12月18日，对增兵所需的2000万法郎军费预算，法国议会以327票对154票的优势通过。仍然保持与中国和谈态度的茹费理就此指示驻华使节“这一表决并不意味着我们改变了对中国的和解态度，而只是给了我们绥靖红河三角洲的手段而已。”
     相比山西，北宁城的问题对法国政府其实非常棘手，因为城中光明正大地驻扎着大批中国军队。从1873年安邺被杀事件之后，清政府陆续派出军队进入越南，观察越南局势，追击逃入越南的起义军，其根据地就是北宁城。
     因原驻华公使德理固调赴顺化处理宫廷政变遗留的外交问题，法国驻华代办谢满禄就越南境内的中国军队问题直接会见总理衙门大臣，进行会谈。与此前福禄诺与李鸿章谈判时，法国人指责中国军队进入越南支援黑旗军，而李鸿章为了不扩大中法矛盾，坚决予以否认的情况完全转变。此时变成了法国人唯恐进攻北宁等城市时，与中国军队交火，而导致中法直接战争，于是坚持宣称越南境内不存在中国军队。而总理衙门大臣则担心法国继续吞并越南北部，改为坚持中国有军队在越南驻扎，“谁攻击驻有中国军队的城市，谁就应负冲突的责任。”会谈的结局自然是各执一词，毫无结果，借口中国驻法公使曾纪泽在8月间的一次谈话中，保证越南境内没有中国军队，谢满禄于是向总理衙门宣布，将对北宁采取军事行动，倘若遇到中国军队交火，那与法军无关。“曾侯曾说在东京一些城市里没有中国军队，因此如果两国军队在上述城市相遇后发生冲突，法国将不承担任何责任。”
     12月23日，法国土伦港人潮涌动，4艘满载首批法国增援军队的轮船在岸上人们的欢呼中鸣笛远航。至1884年2月，法国新增的远征军部队陆续抵达越南，新任东京远征军总司令米乐中将与孤拔进行交接之后，立刻着手远征军的重组以及进攻北宁的准备。人数大大增加的东京远征军编制发生了较大变动，主要作战部队被编为第1、2两个旅，分别由资历深厚的陆军少将波里也（Louis-Alexandre-Esprit-Gaston Brière de l'Isle）和尼格里（Francois Oscar de Négrier）指挥，从部队编制的升格，以及指挥官级别的提高，已经能够明显感受到法国扩大战争规模的野心。
     在得到法国人将要进攻山西、北宁的情报之后，清政府就立即采取加强北宁驻军的方案，希望以大张旗鼓地向外展露事实上有中国军队驻在北宁，来阻止法军北犯的法军。当时驻守北宁城的中国军队，计有桂军28营，以及临时招募增编的数十个营，共约50营兵力，分由淮系铭军出身的广西提督黄桂兰和湘系出身的道员赵沃统领。此外，山西战败后，刘永福和唐景嵩部经过扩充组成的12个营，也辗转退入北宁。总计北宁的兵力近2万人，但是各军的装备、训练参差不齐。虽然清廷派出清流主战派极力推荐的广西巡抚徐延旭出关统一指挥，但是徐延旭迟迟驻足在中越边境，导致北宁城出现黄桂兰、赵沃、刘永福3支军队互不统属，缺乏统一指挥的局面。