法軍侵臺期間，防禦澎湖的清軍僅三千餘人，無法全面防衛所有的島嶼。臺灣道劉璈有所擔憂，一度打算加強澎湖的防禦，但因主客觀條件之限制，而收效不大。左宗棠評估澎湖守勢，清楚指出澎湖群島「外蔽全臺，內固金廈」，歷來被兵家視為險要。但該島懸隔海中，地形散漫，若無堅船巨砲，戰守兩難，實不足以自保。儘管如此，澎湖媽宮的南、北砲臺、四角嶼砲臺、測天島砲臺、漁翁島砲臺，備有新式大砲十餘門。孤拔早在第二次基隆之役前，便產生佔領澎湖的想法。待法軍在基隆未能進一步取得戰果時，遂力主改佔澎湖，以為久守之計。在徵得法國政府同意後，1885年3月，法軍派出步兵一大隊、砲兵一分隊，分乘六艘戰艦，一艘運輸艦，兵員總數九百人，攻打澎湖。29日上午，法艦駛入澎湖海域，清軍的四角嶼砲臺首先開砲，其他砲臺亦相繼向法艦開火。法艦立刻予以還擊，歷經半小時的砲戰，絲毫沒有受損。不久，清軍砲火逐漸和緩，測天島砲臺首先停止射擊，南砲臺、四角嶼砲臺撤守，四角嶼的守軍泅水逃逸。其餘砲臺抵抗較為頑強，遂招致法艦集中火力轟擊，分別被摧毀。下午，法軍未遭受任何抵抗在圓頂灣登陸。入夜後，法軍破壞封鎖媽宮港的柵欄，驅逐守軍，佔領該港。30日，中國軍隊的號角響起，約四百名的軍隊在平原集合，與法軍接戰。然而，清軍終究不敵法軍的槍陣、大砲和法艦的砲火。最後，清軍陣地被法軍佔領。31日，法軍陸續向清軍陣地進攻，雖然遭遇一些抵抗，但法軍仍以優勢的砲火，很快擊敗清軍。清軍陣亡人數達三百人，受傷近四百人，法軍則僅陣亡五人，受傷十二人。當時《申報》指出法軍的勝利，除了其擁有優勢的砲火外，澎湖駐軍為了抵禦法軍而召募勇丁造成民不聊生，加以添募潮勇兩營，百姓負擔更重。清法交戰的三日間，潮勇突然潰散，四出搶劫殺人，縱火燒屋，種種不法行徑有如狂寇。守將周善初等人督兵扼守砲臺，一聽聞噩耗，即已心膽俱寒。甚至內港船隻大多被敗兵奪去，商民盡皆拋棄衣物銀錢，紛紛走避。孤拔輕易佔領澎湖群島，法國方面一時為勝利而感到欣喜，不久，在安南的法軍於諒山之役大敗，戰情告急。4月2日，孤拔接獲命令，要求立即增援東京，並自臺灣撤兵，僅佔領澎湖諸島即可。4日，正當孤拔計畫撤兵臺灣時，中、法雙方已經簽訂協議，正式停戰。法國政府指示孤拔，儘管停戰及議和的協約草案已經成立，但在正式條約簽訂前，仍應繼續駐兵臺灣。於是，孤拔佔領基隆和澎湖群島直至6月以後。