Гегемонистские устремления Наполеона III привели к постепенной изоляции Франции в Европе. После того как в 1863 г. император французов поддержал восставших поляков, произошло резкое ухудшение франко-русских отношений. К тому же Наполеон III не оправдал надежд в содействии отмены дискриминационных статей Парижского мирного договора 1856 г., возлагавшихся на него Александром II. Получив в 1859–1860 гг. поддержку Петербурга в приобретении Савойи и Ниццы, Наполеон не сделал ничего, чтобы помочь России в самом болезненном и важном для нее вопросе — «нейтрализации» Черного моря. Так или иначе, но русско-французское сближение, начавшееся в 1856 г., к середине 1860-х гг. исчерпало свои ресурсы.
Потеряв поддержку России, Наполеон одновременно совершил еще один стратегический просчет. Ошибочно считая Австрию основным соперником Франции на континенте, он позволил Пруссии в 1866 г. разгромить австрийцев в ходе скоротечной войны, чем создал для своей страны куда более серьезную угрозу. Пруссия уже не считала нужным скрывать свои намерения — завершить объединение Германии, превратив ее в ведущую континентальную державу. Чтобы воспрепятствовать этому, Наполеон III, поддавшись на провокацию Отто фон Бисмарка, 19 июля 1870 г. без надлежащей подготовки объявил Пруссии войну.
Назначив императрицу Евгению регентшей на время своего отсутствия, 23 июля Наполеон отправился к армии, изготовившейся к военным действиям в Эльзасе и Лотарингии. Отъездом императора попытались воспользоваться бланкисты, начавшие восстание в Париже. Их попытка была быстро пресечена столичным военным губернатором генералом Ж. Л. Трошю.
Как вскоре выяснится, отъезд Наполеона III из столицы был роковой ошибкой. Кто знает, как разворачивались бы дальнейшие события во Франции, если бы он остался в Париже…
В течение первой половины августа Рейнская армия во главе с Наполеоном III потерпела ряд поражений и оказалась блокированной в районе города Мец. Сам император успел выйти из окружения. Он отдал приказ о срочном формировании новой 120-тысячной (Шалонской) армии и поручил командование над ней маршалу М. Э. Мак-Магону, перед которым была поставлена конкретная задача — разблокировать осажденную под Мецем Рейнскую армию. Однако прусское военное командование предупредило действия Мак-Магона, окружив его войска в районе Седана силами Маасской армии. 2 сентября 1870 г. Шалонская армия была разгромлена, и Мак-Магон вынужден был капитулировать. Очевидцы рассказывали, что находившийся здесь же император во время сражения отчаянно искал смерти, бросаясь в контратаки на наступавшие колонны пруссаков. Но смерть обошла его стороной, приготовив новые испытания, связанные с личным унижением и крахом созданной им империи, которую незадолго до роковой войны он начал энергично реформировать в либеральном духе.
Если бы не эта злосчастная война, последующая история Франции могла бы сложиться иначе. После седанской катастрофы Наполеон, оказавшийся в плену, был препровожден пруссаками в замок Вильгельмзее (Вестфалия), где узнал о революции 4 сентября в Париже и формировании «правительства национальной обороны» во главе с переметнувшимся на сторону республиканцев генералом Трошю. В связи с предательством Трошю императрица Евгения вместе с сыном спешно покинула Париж. Ее приверженцы помогли им тайно выехать в Англию. В Вильгельмзее свергнутый император узнал и о подписании 26 февраля 1871 г. предварительного мирного договора, положившего конец войне и лишившего Францию двух ее провинций — Эльзаса и Лотарингии. А 1 марта 1871 года телеграф принес сообщение о том, что Национальное собрание Франции низложило его. «Собрание… подтверждает отрешение от власти Наполеона III и его династии… и возлагает на него ответственность за поражение, иностранное вторжение и расчленение Франции», — говорилось в решении парламента.
Остаток жизни Наполеон III провел в Англии, в Чизльхерсте, где и умер после сделанной ему операции дробления камней почек 9 января 1873 года. Первоначально там же был и похоронен, однако несколько лет спустя Евгения Монтихо возвела мавзолей в имперской крипте аббатства Св. Михаила в Хемпшире, куда был перенесен прах ее мужа. Последними словами бывшего императора Франции, сказанными в бреду слуге перед самой смертью, были: «Мы ведь не струсили, не струсили тогда при Седане?»
Наполеон III стал последним монархом Франции. Хотя после его кончины бонапартисты провозгласили Наполеоном IV его сына Наполеона Эжена, тому не пришлось взойти на трон. В 1879 году 23-летний принц, состоявший на британской службе, погиб в Южной Африке в стычке с зулусами.