围攻土伦的日子终于临近了。11月下旬，前线司令部最后批准了进攻作战的计划。12月上旬，革命军的最后一批援军到达，从而使围攻土伦的兵力达到38，000人，超过了守敌一倍以上。12月中旬，突击部队和炮兵都按预定计划进入集中地域，并占领了预先构筑好的堡垒，完成了最后的进攻准备。

　　一开始，法军使用45门大口径火炮，集中地向小直布罗陀猛烈轰击。一排排的炮弹掠空而过，飞向联军阵地。小直布罗陀顷刻之间变成了火海。在法军的猛烈炮火打击下，联军精心构筑的防御工事很快被摧毁。许多火炮还没有发射一颗炮弹就被击毁在阵地上。一些地段上的敌人，被迫放弃前沿工事，退守后面阵地。法军用猛烈的炮火整整轰击了两天两夜，直到16日晚，才真正发起冲击。

　　这天晚上，海风呼啸，大雨瓢泼，寒风刺骨，电闪雷鸣，黑暗和恐怖笼罩着整个战场。午夜1点钟，在杜戈梅将军的指挥下，法军6，000人，从南北两翼开始攻击，向土伦扑去。法军编成4个纵队。其中，2个纵队主要用于监视，紧盯着巴拉去耶和埃吉利耶特海角的敌人；第3纵队为主力，由拉博尔德指挥，其任务是攻占小直布罗陀；第4纵队是预备队，由拿破仑负责指挥，准备随时应付紧急情况。

　　战斗一开始，双方都打得非常激烈。尽管对小直布罗陀连续炮击了48个小时，法军在进攻时，仍然遭到了敌人的顽强抵抗。整连整连的法军在黑暗和混乱中迷失了方向。敌人依托预先构筑的障碍物和防御工事，负隅顽抗，猛烈还击。一排排的法国士兵倒下去了。尽管如此，勇敢的法国土兵还是突破了敌人的第1道防线，涌进了小直布罗陀堡。当他们企图夺占敌人的第2道防线时，遭到了来自小直布罗陀炮台的猛烈射击，转眼间，大批士兵倒在血泊里。后续部队赶到以后，法军再次发起冲击，但是又一次被敌人的火力压了下去。

　　当时，法军有些绝望了。许多官兵开始张皇失措，似乎进攻难以为继。然而，就在这关键时刻，拿破仑率领预备队冲上来了。他上来之后，立即命令炮兵大尉米尔隆率领一个营实施迂回机动，出敌不意地从梭堡的后门攻入小直布罗陀堡。这是拿破仑最喜欢的战术：急行军在敌人的阵型间不断地穿插，以干扰敌军。

　　凌晨3时许，这个营突入土伦炮台，给后续部队打开了一个缺口。由于拿破仑指挥得力，法军乘势发起进攻，一举夺占了敌人的炮台和整个土伦。敌人为了重新夺回土伦，在拂晓之前，曾几次投入预备队进行反扑，但法国土兵同样打得顽强。拿破仑一面激励士兵奋勇杀敌，一面指挥他们组织炮战，将缴获的火炮调转炮口，向敌人射击，使敌人的企图没有能够得逞。激烈的战斗一直持续到天色大亮，敌人感到大势已去，放弃了毫无意义的抵抗。17日上午10时，法军在调整部署以后，再次向敌人发起进攻，又经过几小时的激烈战斗终于将敌人全部逐出了克尔海角。这样，法军经过10几个小时的激烈搏斗，终于使三色旗飘扬在土伦和克尔海角的上空。

　　在这次战斗中，拿破仑由于身先士卒，冲锋陷阵，以致身上两处负伤。法军为这次进攻付出了伤亡1，000人的代价，联军则伤亡2，500人。我没有少打几个零，这场战役——包括之后的战役——根本不会死伤太多，因为我解释过了，那个时候的火枪杀伤力和精准度太低了。

　　夺占土伦的战斗，在整个战役中堪称关键性的一仗。它从根本上动摇了整个土伦要塞的防御。法军占领土伦和克尔海角之后，立即着手改造工事，并迅速调集火炮。当天，便开始对英国舰队进行猛烈的炮击。

　　丢失小直布罗陀和克尔海角，对联军来说是一个巨大的灾难，它意味着整个英国舰队将完全置于法国人的火力之下。为了保全舰队，英国海军上将胡德勋爵被迫命令整个舰队张帆起锚；当天晚上，英国舰队顺着强烈的东南风，全部逃离土伦港。

　　英围舰队的撤退使土伦的保王党分子惊恐万状。他们把这件事情看作即将被盟军抛弃的一个信号。这些对自己的前途不寒而栗的保王党人，在漆黑的夜色中，他们成群地挤在码头上，放声号叫。他们向英国、西班牙和那不勒斯的船只发出哀号，请求帮助他们逃离这座马上就要陷落的城市。混乱之中，甚至有人直接跳下水，游向那些异国军舰。但是英西联军似乎认为这些保王党人已经没有任何价值了，所以他们竟然向水中的人开炮。一瞬间，海水变成了猩红色。

　　这种逃难的场面，在土伦城引起了严重不安，整个土伦陷入了混乱。

　　由于小直布罗陀的失守和英国舰队的撤退，土伦的防御开始崩溃。17日下午，联军召开军事会议，决定放弃土伦。当天晚上，联军退出了法朗炮台和马尔博斯克炮台，放弃了鲁日、勃兰和圣卡特林多面堡。 18日白天，法军收复了土伦城外的所有炮台和阵地，并从东、西两个方向推进到土伦城下。

　　18日夜间，切尔沃尼上校率领法军先头部队首先冲入土伦。第二天上午，在三色旗的引导下，法军部队浩浩荡荡地开进土伦。隆重庆祝法军从外国侵略者手中胜利收复法国南部的重要城市——土伦。

　　收复土伦在政治上产生的影响，远远超过了军事上的意义。它不仅有力地打击了保王党分子的叛乱活动和反法联盟的侵略气焰，而且更重要的是，它向国内外企图推翻资产阶级革命政权的反革命势力表明，雅各宾专政有着强大威力。收复土伦之后，法军在其他战场上也取得了一系列重大胜利，终于将外国干涉军从共和国的领土上全部赶了出去。