A Paris, toutes les tentatives de sortie faites pour briser l’encerclement ayant échoué, le mécontentement de la population va grandissant, renforcé par l’état de grande pénurie alimentaire et par le bombardement systématique ordonné par Bismarck dès le 6 janvier. Dans un ultime effort, une sortie est effectuée le 19 janvier en direction de Saint-Cloud, Garches et Rueil. Près de 90 000 hommes avec plus de 40 000 gardes nationaux participent au combat, appuyés par deux locomotives blindées, qui circulant sur la voie ferrée de Paris à Saint-Germain, bombardent les positions allemandes. En dépit de quelques timides succès initiaux, l’ennemi enraye rapidement l’offensive, notamment en opposant une nouvelle fois au mur de Longboyau une résistance acharnée et finit par lancer de puissantes contre-attaques sur toute l’étendue du front. Constatant la confusion et le désordre qui règnent dans les troupes françaises, le général Trochu donne l’ordre de battre en retraite. Les pertes françaises sont extrêmement lourdes : plus de 700 tués et près de 3400 blessés ou disparus. La bataille de Buzenval constitue le dernier effort des défenseurs de Paris et l’armistice est signé le 28 janvier.