Тем временем отряды второй германской армии выше Меца переправились через Мозель и направились к самому южному из всех путей отступления, а именно: от Меца на Верден. Вечером 15 августа французские отряды уже наткнулись на немецкую разведывательную кавалерию. Базен слишком поздно двинулся в обратный путь: император и его сын еще успели благополучно проскользнуть, но армия нашла южный путь уже прегражденным. 16 числа при деревне Марс-ля-Тур, близ дороги на Верден, разыгралось 12-часовое сражение. Немцам пришлось иметь здесь дело с двойной военной силой: третий корпус, бранденбургцы, под командованием Альвенслебена, затем постепенно прибывавшие войска ганноверцев, вестфальцев, ольденбургцев, а позднее — гессенцев, в общей сложности не превышали 60 000 человек; тогда как французская армия состояла из 120 000 человек, т. е. ровно вдвое больше. В самый критический момент, когда у немцев уж больше не было свободных пехотных войск, в три часа дня подоспела к ним на выручку кавалерия: магдебургские кирасиры и маркграфские уланы. Начиная с четырех часов бой вел сам принц Фридрих Карл. Результаты его, однако, остались неопределенны; только то и было в нем выгоды, что немцам удалось, при потере 15 000 человек (у французов 16 000 чел.), преградить неприятелю отступление к югу.