Одним из важных следствий австро-прусской войны было образование Северогерманского союза, в который наряду с Пруссией входило ещё около 30 г.осударств. Все они, согласно конституции, принятой в 1867 г., образовали единую территорию с общими для всех законами и учреждениями. Внешняя и военная политика союза была фактически передана в руки прусского короля, который объявлялся его президентом. С южно-германскими государствами вскоре был заключен таможенный и военный договор. Эти шаги ясно показывали, что Германия быстро идет к своему объединению под главенством Пруссии. Наполеон III более других был встревожен образованием у границ его государства могущественной военной империи. Французские и прусские интересы то и дело сталкивались по разным вопросам. Однако окончательный разрыв наступил в июле 1870 г. в связи с испанскими делами. Узнав, что король Вильгельм разрешил князю Леопольду Гогенцоллерну занять испанский престол (о чем его просили кортесы), Наполеон резко потребовал у прусского правительства отзыва кандидатуры своего принца. Вильгельм, который вовсе не хотел тогда войны, посоветовал Леопольду отказаться от предложения кортесов. Наполеон не удовлетворился этим и резко потребовал от Вильгельма дать обязательства «и в будущем не допускать кандидатуры Гогенцоллерна». Эта нота показалась старому королю (да и всем пруссакам) крайне оскорбительной. Сам Вильгельм гордо игнорировал дерзость императора, но Бисмарк дал от его имени желчный и едкий отказ. Раздосадованный Наполеон объявил Пруссии войну. Это было большой ошибкой с его стороны, так как перед лицом всей Европы французы оказались в роли нападавшей и неправой стороны. Немецкая нация была охвачена небывалым патриотическим подъемом. Последние препятствия, мешавшие объединению Германии, пали в эти дни под напором неистового национального воодушевления. Государи не только Северного, но и Южного союзов объявили себя на стороне Пруссии.
Преклонные годы не помешали Вильгельму принять личное участие в наступлении своей армии. Успех пруссаков на этот раз превзошел все ожидания. Одна победа следовала за другой, и ровно через месяц после начала военных действий значительная часть французской армии была, точно железным кольцом, окружена немецкими войсками под Седаном и капитулировала. Сам Наполеон сдался Вильгельму в плен. К чести прусского короля, он, при виде поверженного врага, не испытал злорадных чувств, а выразил только сострадание к нему, как к человеку, испытавшему жестокую превратность судьбы. Вильгельм писал жене: «Я не могу передать, что я перечувствовал, припоминая, как три года назад я видел императора на вершине его могущества». Но с падением империи не закончилась война. Французы, охваченные патриотизмом, героически защищали свою землю, однако не могли уже переломить ход войны. Прусская армия быстро подступила к Парижу и начала осаду французской столицы. В октябре капитулировал Мец. Между тем Вильгельм завел переговоры с южно-германски ми государями об их вступлении в Северный союз. В ноябре в Версале переговоры были приведены к желанному концу. Северный союз перестал существовать, уступив место единому германскому союзу. В декабре баварский король предложил восстановить Немецкую империю и немецкое императорское достоинство, уничтоженные в своё время Наполеоном. Предложение это было тотчас принято, и рейхстаг обратился к Вильгельму с просьбой принять императорскую корону. 18 января 1871 г. все немецкие князья собрались в зеркальной галерее Версаля, и здесь Вильгельм был провозглашен германским императором. Вскоре после этого Париж капитулировал, и начались мирные переговоры. 2 марта был заключен Парижский договор – тяжёлый и унизительный для Франции. Приграничные территории Эльзас и Лотарингия отошли к Германии. Побежденные должны были уплатить 5 миллиардов контрибуции. Это был звездный час для императора Вильгельма. Он возвратился в Берлин как триумфатор, сопровождаемый повсеместными изъявлениями восторга и любви, какие очень редко выпадали на долю какого-либо государя.