A decisão de invadir o Vietname foi tomada por Napoleão III em Julho de 1857. Foi o resultado não só da propaganda missionária mas também, depois de 1850, do recrudescimento do capitalismo francês, que gerou a necessidade de mercados ultramarinos e o desejo de uma maior quota francesa dos territórios asiáticos conquistados pelo Ocidente. O comandante naval na Ásia Oriental, Rigault de Genouilly, durante muito tempo um defensor da acção militar francesa contra o Vietname, foi ordenado a atacar o porto e a cidade de Tourane (Da Nang) e a transformá-la numa base militar francesa. Genouilly chegou a Tourane em Agosto de 1858 com 14 navios e 2.500 homens; os franceses invadiram as defesas portuárias a 1 de Setembro e ocuparam a cidade um dia mais tarde. Genouilly cedo reconheceu, no entanto, que não podia fazer mais progressos em torno de Tourane e decidiu atacar Saigão. Deixando para trás uma pequena guarnição para deter Tourane, navegou para sul em Fevereiro de 1859 e apreendeu Saigão duas semanas mais tarde.

A resistência vietnamita impediu os franceses de avançarem para além de Saigão, e foram necessárias tropas francesas, sob novo comando, até 1861 para ocupar as três províncias adjacentes. Os vietnamitas, incapazes de montar uma resistência eficaz aos invasores e às suas armas avançadas, concluíram um tratado de paz em Junho de 1862, que cedeu os territórios conquistados à França. Cinco anos mais tarde, territórios adicionais no sul foram colocados sob domínio francês. Toda a colónia recebeu o nome de Cochinchina.

Tinham levado os franceses pouco mais de oito anos para se tornarem senhores de Cochinchina (um protectorado já tinha sido imposto ao Camboja em 1863). Levou-lhes mais 16 anos para estenderem o seu controlo sobre o resto do país. Fizeram uma primeira tentativa de entrar no delta do Rio Vermelho em 1873, depois de um oficial naval e explorador francês chamado Francis Garnier ter demonstrado, numa expedição perigosa, que o Rio Mekong não podia servir de rota comercial para o sudoeste da China. Garnier teve algum apoio do governador francês de Cochinchina, mas quando foi morto numa batalha com piratas chineses perto de Hanói, a tentativa de conquistar o norte desabou.

Em uma década, a França tinha regressado ao desafio. Em Abril de 1882, com a bênção de Paris, a administração de Saigão enviou uma força de 250 homens para Hanói sob o comando do Capitão Henri Rivière. Quando Rivière foi morto numa escaramuça, Paris moveu-se para impor o seu domínio pela força sobre todo o delta do Rio Vermelho. Em Agosto de 1883, o tribunal vietnamita assinou um tratado que transformou o norte do Vietname (chamado Tonkin pelos franceses) e o centro do Vietname (chamado Annam, com base num antigo nome chinês para a região) em protectorados franceses. Dez anos mais tarde, os franceses anexaram o Laos e acrescentaram-no à chamada União Indochinesa, que os franceses criaram em 1887. A união consistia na colónia de Cochinchina e nos quatro protectorados de Annam, Tonkin, Camboja, e Laos.