與此同時，在河法軍司令部，利維耶正在與副司令盧眉商議明天的軍事行。
“據報，黑旗軍主力正在山西方向活。”利維耶指著地圖，“明日我們快速過紙橋，直取懷德府。只要拿下懷德，就能切斷黑旗軍的補給線。”
盧眉略顯擔憂：“司令，紙橋一帶地形複雜，是否應該先派偵察兵仔細探查？”
利維耶不以為然地擺擺手：“不必了。這些黑旗軍不過是些烏合之眾，裝備落後，缺乏訓練。我們要趁其不備，速戰速決。”
他頓了頓，又補充道：“況且，黎方面一直在催促我們儘快打通通往雲南的商路。我們不能在這些土著上浪費太多時間。”
盧眉還想再勸，但看到利維耶堅定的神，只好把話嚥了回去。
當夜子時，黑旗軍開始秘調。士兵們裡含著竹葉，這是黑旗軍特有的靜默行軍訊號。在朦朧的月下，部隊悄無聲息地向紙橋方向移。
劉永福親自檢查每一個埋伏點。在橋東的竹林中，他特別叮囑黃守忠：“一定要等法軍的炮兵過了橋再手。他們的野戰炮是我們的心腹大患，必須第一時間解決。”
在橋西的高地上，他對吳典說：“你的火槍手是我們制勝的關鍵。記住，專打軍，特別是騎白馬的利維耶。”
黎明前的黑暗中，黑旗軍完了所有的戰鬥準備。士兵們潛伏在竹林、蘆葦叢中，與周圍的環境融為一。只有偶爾傳來的蟲鳴，打破了夜的寂靜。
緒九年四月十九日（1883年5月19日）清晨，濃霧如約而至。紙橋籠罩在白的霧氣中，橋下的河水靜靜流淌。劉永福站在一高地上，過遠鏡觀察著橋面的況。
辰時三刻，遠傳來了法軍行軍的腳步聲。利維耶騎著白馬，走在隊伍的最前方。過薄霧，照在他鑲金的肩章上，格外顯眼。
“放他們過橋。”劉永福低聲傳令。
法軍的先頭部隊順利過狹窄的木橋，開始在橋西整隊。就在這時，埋伏在竹林中的黑旗軍火炮突然開火。一陣巨響過後，橋面上的法軍頓時陷混。
“不要慌！組織還擊！”利維耶拔劍高呼。但他很快發現，橋西地勢低窪，法軍的野戰炮難以發揮威力。而黑旗軍佔據著橋東的高地，火力可以覆蓋整個戰場。
劉永福看準時機，下令吹響牛角號。埋伏在蘆葦叢中的黑旗軍士兵如鬼魅般現，他們手持大刀長矛，從側翼殺法軍陣中。
“瞄準那個騎白馬的！”劉永福對邊的火槍手下令。一陣排槍過後，利維耶應聲落馬。
盧眉見狀，急忙組織士兵搶救司令，但為時已晚。黑旗軍已經完合圍，法軍被分割數段，各自為戰。
戰鬥進了最激烈的階段。法軍雖然陷重圍，但仍然憑藉良的裝備負隅頑抗。黑旗軍則利用悉地形的優勢，不斷分割殲滅小法軍。
在橋西的一窪地，盧眉率領數十名法軍做最後的抵抗。吳典帶領火槍手從高進行制，黃守忠則率部從側面突襲。在激烈的白刃戰中，盧眉被長矛刺中口，倒在了泊中。
隨著兩名主帥的陣亡，法軍的抵抗逐漸瓦解。殘存計程車兵開始向河方向潰逃，丟棄了所有重武。
正午時分，戰鬥基本結束。劉永福走上紙橋，著遍地法軍，對部下說：“清點戰果，把法國軍的整理好。”
經過清點，此戰共擊斃法軍軍三十餘名，士兵兩百餘人，繳獲野戰炮兩門，步槍三百餘支。黑旗軍方面傷亡不足百人。
當晚，劉永福親自寫了一封信，派人送往河法軍司令部。信中寫道：“貴軍將士已整理完畢，明日可派人至紙橋接收。兩軍戰，各為其主，然逝者已矣，予以面安葬。”
這封信展現了中國傳統軍人的武德，也讓戰敗的法軍到了對手的懷。
紙橋之戰的訊息很快傳開。在山西前線的黑旗軍將士士氣大振，在順化皇城的越南朝廷歡欣鼓舞，在北京的清政府也開始重新評估黑旗軍的價值。
然而，劉永福並沒有被勝利衝昏頭腦。他知道，法軍絕不會善罷甘休，更大的戰鬥還在後面。當晚，他召集各營統領，開始部署下一步的防計劃。
“法軍必會報復，”劉永福說，“我們要趁勝加固懷德府的防工事，同時在紅河沿線設防。”
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