17 (29) марта союзные армии подошли к передовой линии обороны Парижа. Город на тот момент насчитывал до 500 тыс. жителей и был неплохо укреплен. Обороной французской столицы руководили маршалы Э.А.К. Мортье, Б.А.Ж. де Монсей и О.Ф.Л.В. де Мармон. Верховным главнокомандующим обороны города был старший брат Наполеона, Жозеф Бонапарт. Войска союзников состояли из трех основных колонн: правую (русско-прусскую) армию возглавлял фельдмаршал Блюхер, центральную — российский генерал М. Б. Барклай-де-Толли, левой колонной руководил кронпринц Вюртембергский. Сражение за Париж стало одной из самых кровопролитных битв для союзных войск, потерявших за один день более 8 тыс. солдат, 6 тыс. из которых — воины российской армии.

Наступление началось 18 (30) марта в 6 ч. утра. В 11 ч. к укрепленному селению Лавилет приблизились прусские войска с корпусом М. С. Воронцова, а русский корпус генерала А.Ф. Ланжерона начал наступление на Монмартр. Видя с Монмартра гигантские размеры наступающих войск, командующий французской обороной Жозеф Бонапарт покинул поле боя, оставив Мармону и Мортье полномочия для сдачи Парижа.

В течение 18 (30) марта все пригороды французской столицы были заняты союзниками. Видя, что падение города неизбежно и стараясь уменьшить потери, маршал Мармон отправил парламентера к русскому императору. Однако Александр I предъявил жесткий ультиматум о сдаче города под угрозой его уничтожения. 19 (31) марта в 2 ч. ночи капитуляция Парижа была подписана. К 7 ч. утра, по условию соглашения, французская регулярная армия должна была покинуть Париж. В полдень русская гвардия во главе с императором Александром I торжественно вступила в столицу Франции.