12月14日，严阵以待的法军炮兵突然开火，连续48小时不停顿的轰击，炮弹雨点般地落向联军阵地，小直布罗陀堡浓烟滚滚，化成火海。16日夜，乌云四合，大雨如注，拿破仑在炮火掩护下，亲率突击部队，攀崖过涧，钻过被炮弹炸穿的墙洞，杀入小直布罗陀堡，夺占了联军工事，又拖过小直布罗陀堡的敌军大炮，掉转炮口轰击联军的反攻部队。天明时分，法军夺占了小直布罗陀堡，并连夜把60门大炮运到刚夺占的克尔海角，乘势猛轰内、外停泊场内的英军和联军舰艇。英国海军司令官深恐舰队被封锁在停泊场内，急令各舰拔锚张帆，乘天阴多雾、法军炮台尚未完工之机，赶紧逃窜，撤到法军炮台射程之外。几天以后，失去海军舰艇支援的土伦市区守军，四面被围，只得打出白旗，向法军投降。历时4个月的土伦战役，以法军胜利告终。拿破仑率军夺占小直布罗陀堡和克尔海角，则是法军获胜的关键原因。拿破仑本人在战斗中英勇负伤，他的座骑也被英军炮弹打死。