Le 1er septembre 1870, durant la Guerre franco-allemande, pendant la Bataille de Bazeilles près de Sedan, les troupes de marine du commandant Lambert, retranchées dans une auberge, La Maison Bourgerie, tinrent tête à un régiment de Bavarrois. Encerclés, les Français luttèrent jusqu'à la dernière cartouche. Sur la cinquantaine de marsouins retranchés, quinze seulement purent se rendre à l'ennemi. Le lendemain, Napoléon III capitulait à Sedan.
Alphonse de Neuville, qui incarne avec Edouard Detaille la peinture militaire durant la Troisième République, s'empare de cet épisode malheureux pour composer une scène tragique qui exalte le courage des soldats français. Il montre le combat désespéré et héroïque d’une quinzaine de braves retranchés. Alphonse de Neuville justifia ainsi son œuvre dans une lettre au critique d’art Gustave Goestschy, en 1881 : "Je désire raconter nos défaites dans ce qu'elles ont eu d'honorable pour nous, et je crois donner ainsi un témoignage d'estime à nos soldats et à leurs chefs, un encouragement pour l'avenir. Quoi qu'on en dise, nous n'avons pas été vaincus sans gloire, et je crois qu'il est bon de le montrer! »
L'uniforme officiel des soldats de la Division bleue n'est pas respecté par le peintre : les marsouins ne portaient pas de pantalons rouges. La présence d'un tirailleur algérien et d'un chasseur à pied est incongrue. D'après deux croquis préparatoires, De Neuville jugea la scène trop sombre et décida d'éclaircir la palette en ajoutant des éléments peints en rouge.
Le tableau est présenté au public pour la première fois au Salon de Paris à partir du 5 mai 1873. Cette oeuvre fut l'une des plus populaires de la fin du XIXe et du début du XXe siècle. Elle fut maintes fois reproduite jusque sur des boites d'alumettes. L’épisode des Dernières Cartouches, a été adapté par Georges Méliès (Bombardement d'une maison, 1897) et par Georges Hatot (Les dernières Cartouches, catalogue 745 des Frères Lumière, septembre 1997) ou Léar, ce qui en fait le sujet d'un des premiers films de guerre de l'Histoire.
De Neuville en a été récompensé par la Légion d'honneur. À la fin du XIXe siècle, le tableau fut vendu. Ce fut alors le tableau le plus cher du monde. Racheté en 1960, il est depuis conservé au musée de Bazeilles nommé pour l'occasion la « Maison de la dernière cartouche », l'ancienne auberge Bourgerie dans laquelle s'est déroulé cet événement tragique.