Am 26. Februar 1916 steht das Fort Vaux unter intensivem deutschen Beschuss. Die Galerie zum 75 mm-Geschützturm wird zerstört. Am 9. und 10. März 1916 greifen die Deutschen, denen eine Annäherung an das Fort gelungen ist, die Nordseite des Bauwerks an. Sie werden ohne Umstände zurückgeschlagen. In den folgenden Wochen arbeiten sie sich über das Gelände vor und stehen 200 m von der Festung entfernt. Sie erreichen das Fort schließlich am 2. Juni 1916 im Rahmen einer großen Offensive, die sich über den östlichen Teil des Schlachtfelds von der Höhe von Thiaumont bis Damloup erstreckt. Damit beginnt die Belagerung, die bis zum 7. Juni 1916 andauern wird. Die Gefechte beginnen auf dem Oberbau des Forts und setzen sich in den inneren Galerien des Bauwerks fort. Die Garnison hält unter Schwierigkeiten die Kommunikation mit der Außenwelt mithilfe von Brieftauben aufrecht, darunter die zu Berühmtheit gelangte Taube „Vaillant“, und leistet unter dem Kommando von Kommandant Raynal hinter Barrikaden in den Galerien zwischen Grabenstreiche und Kaserne, dem neuralgischen Zentrum des Forts, Widerstand. Die Gefechte in der Dunkelheit inmitten von Schüssen, Explosionen und Flammenstrahlen der Flammenwerfer sind schrecklich. Zweimal, in der Nacht vom 4. auf den 5. und in der Nacht vom 5. auf den 6. Juni, scheitern die zu ihrer Hilfe mobilisierten Truppen im Freien bei ihrem Versuch, die Festung zurückzuerobern. Parallel dazu versucht Kommandant Raynal, den Großteil der erschöpften und halb verdursteten Garnison zu evakuieren. Nur einer Handvoll Verteidiger gelingt es, die Festung zu verlassen, darunter dem jungen Fähnrich Buffet. Er schaffte es hinaus und wieder zurück in das Fort, um die Belagerten über einen Befreiungsangriff zu informieren, der aber letztendlich scheitert. In der Morgendämmerung des 7. Juni geht das Fort Vaux in die Hände der Deutschen über. Fünf Monate später, am 2. November 1916, wird das Fort Vaux, das nach der Einnahme des Forts Douaumont durch die Franzosen zu ausgesetzt ist, von den Deutschen aufgegeben. Sie zerstören vor dem Abzug den 75 mm-Geschützturm und die beiden gepanzerten Beobachtungsposten. Die Franzosen dringen am nächsten Tag kampflos in die Festung ein. Fort Vaux ist wieder in französischer Hand.