Из своей ставки на холме у Тонберга Наполеон увидел, как пришли в движение резервы союзников, как свежие кавалерийские дивизии остановили Мюрата, закрыли брешь в союзных позициях и вырвали, по сути дела, из рук Наполеона уже торжествуемую им победу. Полный решимости одержать верх любой ценой до подхода войск Берна-дота и Бенигсена, Наполеон отдал приказ пустить на ослабленный центр союзников силы пешей и конной гвардии. Однако неожиданная атака австрийцев на правый фланг французов изменила его планы и заставила послать часть гвардии на помощь князю Ю. Понятовскому, который с трудом сдерживал австрийские удары. После упорного боя австрийцы были отброшены, а австрийский генерал граф М. Мервельд попал в плен.

В тот же день, на другом участке битвы, генерал Блюхер атаковал войска маршала О. Ф. Мармона, который с 24 тысячами солдат сдерживал его натиски. Деревни Мекерн и Видерич в течение боя неоднократно переходили из рук в руки. Одна из последних атак показала мужество пруссаков. Генерал Горн повел свою бригаду в бой, дав им наказ не стрелять. Под барабанный бой прусаки шли в штыковую атаку, а генерал Горн с бранденбургскими гусарами врубился во французские колонны. Французские генералы говорили позже, что они не видели проявления столь неудержимой отваги, которую показали прусаки. Когда первый день сражения закончился, солдаты Блюхера создали себе заслоны из трупов убитых, полные решимости не отдавать французам захваченных территорий.

Первый день битвы не выявил победителей, хотя потери с обеих сторон были огромны (около 60–70 тысяч человек). В ночь с 16 на 17 октября к Лейпцигу подошли свежие силы Бернадота и Бенигсена. Теперь силы союзников имели двойное численное преимущество над силами Наполеона. 17 октября обе стороны убирали раненых и хоронили убитых. Воспользовавшись затишьем и осознав невозможность одержать верх над численно превосходящим противником, Наполеон вызвал к себе пленного генерала Мервельда и отпустил его с просьбой передать союзникам предложение мира. Ответа не последовало. К ночи 17 числа Наполеон приказал стянуть свои войска ближе к Лейпцигу. В 8 часов утра 18 октября союзники начали наступление. Французы дрались отчаянно, деревни переходили из рук в руки по несколько раз, приходилось штурмовать или защищать каждый дом, каждую улицу, каждую пядь земли. На левом фланге французов русские солдаты графа А. Ф. Ланжерона неоднократно штурмовали дер. Шелфельд, дома и кладбище которой, обнесенные каменной стеной, были прекрасно приспособлены к обороне. Дважды отброшенный Ланжерон в третий раз повел своих солдат в штыки, и после страшной рукопашной схватки овладел селением. Однако посланные маршалом Мармоном против него резервы выбили русских с занятой позиции. Особенно жестокая схватка кипела у дер. Пробстейд (Пробстгейт), в центре французской позиции. Корпуса генерала Клейста и генерала Горчакова к 15 часам ворвались в деревню и начали штурмовать укрепленные дома. Тогда в дело была брошена Старая Гвардия. Ее повел в бой сам Наполеон. Французы выбили союзников из Пробстейда и двинулись в атаку на главные силы австрийцев. Под ударами гвардии неприятельские линии «затрещали» и были готовы рассыпаться, как вдруг, в самый разгар битвы, вся саксонская армия, сражавшаяся в рядах наполеоновских войск, перешла на сторону союзников. Это был страшный удар. «Страшная пустота зазияла в центре французской армии, точно вырвали из нее сердце» — так образно описал последствия этой измены А.С. Мережковский. (Мережковский А. С. Наполеон. Нальчик, 1992. С 137.)

Однако бой продолжался до ночи. К концу дня французам удалось удержать в своих руках все ключевые позиции обороны. Наполеон все же понимал, что еще один день он не выстоит, и поэтому в ночь с 18 на 19 октября отдал приказ к отступлению. Измученная армия французов стала отходить через Лейпциг за р. Эльстер. На рассвете, узнав, что неприятель очистил поле битвы, союзники двинулись на Лейпциг. Город защищали солдаты Понятовского и Макдональда. В стенах были проделаны бойницы, на улицах, в садах и кустарниках были рассыпаны стрелки и расставлены орудия. Каждый шаг стоил союзникам крови. Приступ был жесток и страшен. Лишь к середине дня удалось захватить предместья, выбив оттуда французов штыковыми атаками. Началась паника, в это же время единственный мост через р. Эльстер взлетел на воздух. Он был взорван по ошибке, так как охранявшие его солдаты, увидев прорвавшийся к мосту передовой отряд русских, в панике подожгли запальные фитили.

К этому времени половина армии еще не успела перейти реку. Наполеону удалось вывести из города лишь около 100 тысяч человек, 28 тысяч еще не успели переправиться. В начавшейся панике и сумятице солдаты отказывались подчиняться приказам, некоторые бросались в воду и пытались переплыть реку, но либо тонули, либо погибали от неприятельских пуль. Маршал Понятовский (он получил Маршальский жезл за битву 17 октября), пытаясь организовать атаку и отступление, был дважды ранен, бросился на коне в воду и утонул. Ворвавшиеся в город союзники добивали расстроенную армию, убивали, резали, брали в плен. Таким образом, было уничтожено до 13 тысяч человек, 20 дивизионных и бригадных генералов попали в плен вместе с 11 тысячами французов. Сражение при Лейпциге закончилось. Победа союзников была полной и имела огромное международное значение. Армия Наполеона была разбита, вторая кампания кряду кончилась неудачей. Вся Германия восстала против завоевателей. Наполеон понял, что его империя рушилась; распадалось сообщество стран и народов, спаянное железом и кровью. Народы порабощенных земель не желали переносить его иго, готовы были жертвовать жизнями своих детей, лишь бы сбросить ненавистных завоевателей. Битва под Лейпцигом показала, что конец Наполеоновскому господству близок и неизбежен.