这里的山西省不是山西省，而是越南北部的山西地区，今天河内、直辖市、哈哈的山西市。公元1883年12月中法之间发生的山西战争就是在这里发生的。交战双方是中越联军(黑旗军、清军、阮)和法国侵略军。当时法国远征军总司令首先进攻山西，然后按照北宁的作战方针，率领6000人分成水陆两队，从河内向山西进军。中越联军被迫参战。

山西位于红海南岸，是控制红海中上游的战略要地。城市周长约20里，具有砖石耐省和土质外省。黑旗军进驻山西后，进一步加强这里的城防工程，在洪江设置竹木阻挡河流，沿着河岸修建炮台，从北门到河岸5里远，堆积5里。刘永福考虑到山西的存亡关系重大，帮助防守的云南、桂军人数少，斗志不高，决心发扬黑旗军勇敢顽强的战斗精神，依靠城墙和外围工程粉碎敌人的进攻，确保河岸和城北市区成为防御的重点。在得知河内法军出动的信息后，刘永福和唐京广(清政府派往黑旗军的官员——人事主任)立即巡视阵地，鼓励官兵，准备痛击入侵的敌人。同时，请北宁清军与越南义军一起乘隙挺进河内，或假装向新河和加林方向牵制敌人。

12月14日上午9点左右，法军发动总攻，用舰炮和哈奇基斯机枪掩护步兵，摧毁了布萨要塞。防御堤坝的黑旗军起来反击，努力延缓敌军的行动。同时，刘永福命令东门外的黑旗军五个营利用地形秘密向敌方一侧机动，配合堤防守军夹击敌人。中午12点左右，迂回敌后的黑旗军突然出现在陆上法军和水路舰队之间，从翼侧向西移动的敌人发起攻击，法舰炮火无法发挥威力。知道情况危急，立即命令法军转入防御，集中所有炮火反击黑旗军。由于敌人的密集炮火和机枪的阻挡，黑基军迂回部队伤亡惨重，被迫撤退。下午4点，法军再次发动进攻，城北黑旗军顽强抵抗，战斗异常激烈。法军逼近城北大堤时，黑旗军跳下工事，与敌人展开了肉搏战。经过一个小时的激战，法军以200名士兵、22名军官的代价夺取了河岸阵地。

15日凌晨1时，守军趁着夜色接近河岸，突然发起反击，夺回了河岸阵地。那天晚上月亮亮得像白天一样，法军拼命抵抗，突袭没有成功，但杀死了很多敌军，活捉了20名非洲兵、5名法国海军陆战队士兵。刘永福、唐景生知道江位置不能保证，便将守城撤到郊外城市，逐段坚守。当天上午双方调整部署后，法军不断进行炮击。下午，孤立以主力向西机动，夺取喙炮台，企图从西门攻入城内。刘永福判断情况后，亲自率领黑旗军主力增援西门加强了防御工程。

16日凌晨，法军猛攻北门和多里炮台。北门守军沉着应战，接连向城下扔火药包，阻止敌人前进。防守喙炮台的运军也奋起反击，但最终炮台设施陈旧，被敌人突破，撤退到外省，敌人可以进入西门围墙。当天上午，法国炮兵配合舰炮，以猛烈的炮火摧毁了西门城楼，摧毁了所有防御工事。守军伤亡比较大。下午，法军从西门突入城市，守军依靠城市建筑顽强狙击，激战到晚上。为了保存有生力量，黑旗军和清军趁着黑夜从南门和东门撤出山西省，经过县，集中精力兴化。城南村的越南北朝军队也很快四散逃跑了。

山西保卫战是清廷被迫应战后的第一次作战。在第一次战斗中战败，失去了进攻和撤退的战略要地，不仅失去了对河内法军的威胁，而且给东西两线的联系增加了困难，对今后的北原战争产生了不利的影响。

山西作战失败的原因是多方面的。其中之一是驻扎在北宁的季军什么都不做。他们没有增援陕西，也没有向河内方向出击，而是给予敌军必要的牵制，使法军能够集中兵力向西，山西水军没有得到友军的支援，陷入了孤军奋战。与此同时，云南芜菁党型消极应战，君主力量推进缓慢。到战斗前夜，少量部队进入山西兴化，不能起到支援山西守军作战的作用。另外，刘永福等人在作战指导上也有不当之处。面对优势敌人的攻击，不能利用有利地形，伏击敌人，在运动中进攻。如果单纯采用固守城堡的战法，就无法阻挡敌人强大炮火的强攻。