Diễn biến trận Cầu Giấy:
Khi thấy lực lượng của địch ở Hà Nội yếu, quân ta đã khép chặt vòng vây.
Ngày 21/12/1873, quân Pháp phải phá vòng vây đánh ra Cầu Giấy.
Chớp thời cơ quân đội của Hoàng Tá Viêm và quân cờ đen của Lưu Vĩnh Phúc phục kích.
Kết quả: Gác –ni-ê và nhiều sĩ quan thực dân, binh lính của Pháp bị giết tại trận.
21-12-1873 :Trận Cầu Giấy (Hà Nội). P.Gacniê bị giết.
Theo lệnh của Hòang Tá Viêm, Thống đốc quân thứ Tam Tuyên (Sơn Tây, Hưng Hóa, Tuyên Quang) và của Tôn Thất Thuyết, Tham tán quân thứ Tam Tuyên, Lưu Vĩnh Phúc đem quân đến mai phục ở khu Cầu Giấy cách thành Hà Nội hơn 2km và cho một nhóm đến sát thành Hà Nội khiêu chiến. Bấy giờ Phrăngxi Gacniê đang hội đàm buổi thứ hai với phái đòan của Trần Đình Túc ở trong thành. Thấy bên ngoài thành có động, Phrăngxi Gacniê bỏ họp, đem quân ra ngoài thành nghênh chiến rồi bị phục kích. Thiếu tá hải quân Phrăngxi Gacniê cùng một số sĩ quan thực dân bị giết chết tại trận. Tàn quân của Phrăngxi Gacniê rút vào trong thành cố thủ.
Chiến thắng Cầu Giấy có ý nghĩa quân sự và tâm lý hết sức quan trọng. Ở nhiều địa phương khác, cuộc kháng chiến chống Pháp nổi lên càng nhiều, khiến Pháp ngày càng bị sa lầy.
Ngay từ đầu, quân Pháp đã vấp phải tinh thần quyết chiến của nhân dân Hà Nội. Họ tự tay đốt các dãy phố, tạo thành hàng rào lửa cản giặc. Trưa 25-4, khi quân Pháp mở cuộc tấn công vào thành, Hoàng Diệu đã lên mặt thành chỉ huy quân sự kiên quyết chống cự, nhưng vẫn không giữ được thành. Để bảo toàn khí tiết, sau khi thảo tờ di biểu gửi triều đình, Hoàng Diệu đã tự vẫn trong vườn Võ Miếu (dưới chân Cột cờ Hà Nội ngày nay) để khỏi rơi vào tay giặc.
Thành Hà Nội rơi vào tay giặc, nhưng nhiều sĩ phu, văn thân vẫn tiếp tục tổ chức kháng chiến
Hoàng Tá Viêm, Trương Quang Đản đem quân chốt giữ Sơn Tây, Bắc Ninh , hình thành hai gọng kìm áp sát Hà Nội. Nhân dân không bán lương thực cho Pháp. Nhiều đội nghĩa dũng được thành lập ở các tỉnh, tự động rào làng, đắp cản. Khi Pháp đánh Nam Định nhân dân đốt hết các dãy phố dọc sông Vị Hoàng phía ngoài thành, tạo nên bức tường lửa ngăn quân giặc. Nguyễn Hữu Bản, con của Nguyễn Mậu Kiến, nối tiếp chí cha, mộ quân đánh Pháp và đã hi sinh trong chiến đấu.
Vòng vây của quân dân ta xung quanh Hà Nội ngày càng siết chặt đã buộc Ri-vi-e phải đưa quân từ Nam Định về ứng cứu. Ngày 19-5-1883, một toán quân Pháp do Ri-vi-e đích thân chỉ huy tiến ra ngoài Hà Nội theo đường đi Sơn Tây nhưng đến Cầu Giấy bị đội quân thiện chiến của Hoàng Tá Viêm và Lưu Vĩnh Phúc đổ ra đánh. Hàng chục tên giặc bị tiêu diệt, trong đó có cả Tổng thống chỉ huy quân Pháp ở Bắc Kì là Ri-vi-e.
Chiến thắng Cầu Giấy lần thứ hai thể hiện rõ quyết tâm tiêu diệt giặc của nhân dân ta. Tuy nhiên, triều đình Huế vẫn nuôi ảo tưởng thu hồi Hà Nội bằng con đường thương thuyết.