Еще 2 июля, наблюдая за французами с высоты Бизамбергской обсерватории, австрийцы обнаружили скопление наполеоновских войск на правом берегу Дуная, а в последующие два дня отмечали движение крупных сил французов на острове Лобау. В конце дня 4 июля Карл приказал открыть сильный артиллерийский огонь по острову, однако при дальности стрельбы того времени и глубине острова обстрел оказался безрезультатным.

С наступлением темноты 4 июля Наполеон начал переправу через восточный участок рукава, ниже Энцерсдорфа, выдвигая войска правым флангом вперед в обход австрийских оборонительных сооружений на линии Асперн—Энцерсдорф. Переправа обеспечивалась частями корпуса Удино. Обнаружив движение противника на острове, австрийцы открыли артиллерийский огонь по северной части Лобау, где французы переправлялись в мае, а теперь только произвели удачную демонстрацию. Под проливным дождем и при весьма энергичной артиллерийской перестрелке Наполеон лично руководил переправой войск. К 23 часам корпус Удино вышел на противоположный берег и сбил передовые посты австрийцев, нацелив свой удар против Энцерсдорфа. Передовые французские части переправились на паромах, и как только они зацепились за берег, с Лобау были наведены семь переправ на понтонах, судах и плотах.

Заметив начало переправы, австрийцы открыли огонь, пытаясь не дать французам навести мосты и закрепиться на левом берегу. В дополнение ко всему началась гроза и пошел дождь. Удары грома слились с раскатами орудий. Вскоре запылал Энцерсдорф, и пламя, раздуваемое пронзительным ветром, осветило переправу многих тысяч людей.

К рассвету корпуса Удино, Даву и Массена развернулись в боевом порядке на Мархфельдской равнине, примыкая левым флангом к Дунаю, а правым заходя к северу. В 9 часов был взят Энцерсдорф. Передовые части авангарда Нордмана с боем стали отходить, преследуемые французской конницей. Карл, поздно узнавший о переправе противника, решил принять оборонительный бой, оставаясь на своих укрепленных позициях (части Нордмана отступили к Бизамбергским высотам на правый фланг австрийской позиции).

С этого момента в руках Наполеона оказался плацдарм на левом берегу Дуная. Вся армия мощным потоком хлынула по мостам на противоположный берег. Поняв, что сбросить французов в Дунай не удастся, эрцгерцог принял решение обороняться на очень выгодной рус-(бахской позиции, которая в умелых руках могла стать неприступной...

К полудню армия Наполеона выстроилась в три линии перед австрийцами. Первую линию составляли войска Даву, Удино и Массена. Силы вице-короля Италии Богарне и генерала Мармона составляли вторую линию, гвардия и резервная кавалерия — третью. Корпуса Наполеона, стесненные полковой артиллерией, наступали медленно, и лишь к 18 часам вся французская армия приблизилась к ручью Руссбах и стала на боевые позиции. За это время Наполеону удалось ознакомиться с расположением неприятеля и сделать несколько важных выводов.

Во-первых, силы австрийцев были весьма растянуты, а значит, сосредоточив удар в одном направлении, можно было прорвать их линию обороны. Во-вторых, Наполеону донесли, что войска Иоанна находятся еще достаточно далеко и не успеют подойти к месту боя вовремя.

Руссбахская позиция, занимаемая австрийцами, представляла собой возвышенное плато над Мархфельдской долиной, отделенное от нее долиной ручья Руссбах. На участке плато, скатами обращенного к Дунаю, находились три селения: Ваграм, Баумерсдорф и Маркграф Нейзидель. Против этих пунктов и были направлены основные удары французов.

Пассивность австрийцев побудила Наполеона начать немедленную атаку их пятикилометровой позиции, занятой корпусами Бельгарда, Гогенцоллерна, Розенберга и Нордмана, общей плотностью боевого порядка около 15 000 человек на 1 километр. Оставив в резерве гвардию, резервную кавалерию и дивизию Вреде, Наполеон послал в атаку на Руссбахские высоты около 85 000 солдат. Даву с некоторым опозданием бросился на Маркграф Нейзидель, левее его Удино атаковал Баумерсдорф, войска Богарне двинулись в промежуток между Баумерсдорфом и Ваграмом, а Макдональд атаковал Ваграм при поддержке слева корпусом Бернадота.

Австрийцы встретили нападающих плотным артиллерийским и ружейным огнем, а потом неоднократно ходили в контратаки. Несмотря на численный перевес, французам не удалось выполнить поставленных задач.

Атака Даву, поддержанная справа перешедшей Руссбах конницей Груши и Монбреня, была отбита. Взобравшиеся на высоты войска Удино, после двух атак, вынуждены были отступить за Руссбах с серьезными потерями, поражаемые фланговым огнем из Баумерсдорфа.

С огромными потерями были отброшены густые колонны Богарне. Макдональду первоначально сопутствовал успех. Перейдя Руссбах, он опрокинул первую австрийскую линию Бельгарда, но не получив поддержки ни кавалерией, ни артиллерией, оставшимися за ручьем, не (мог закрепить достигнутого. В чуть было не обозначившийся прорыв бросился лично эрцгерцог Карл с полком, его поддержали части корпуса Гогенцоллерна. Совместной контратакой австрийцы вынудили Макдональда к отступлению. Отходившие уже в темноте части Макдональда смешались: так, итальянская дивизия приняла дивизию саксонцев (союзников Наполеона) — за австрийцев и открыла по ним огонь. Возникшую неразбериху усилила неприятельская конница. Войска бросились за Руссбах, спасаясь от смерти. Заметив это, австрийцы стали преследовать отступающие в беспорядке войска и обратили их в бегство. Да! Это были уже совсем другие австрийцы!!! Лишь своевременная контратака французской конницы спасла части итальянской армии от разгрома. В результате французы с большими потерями были отброшены по всей линии, а одна из дивизий Берна-дота, оказавшаяся окруженной в Ваграме, была практически уничтожена. В наступившей темноте войска Наполеона в беспорядке начали отходить, а когда войска второй линии приняли отступавшие передовые части за противника, отступление превратилось в бегство.

В 23 часа канонада с обеих сторон стала стихать, войска разошлись по бивакам. Таким образом, первый день под Ваграмом оказался для Наполеона неудачным, французы были отбиты на всех участках. Фронтальная и неодновременная атака укрепленных позиций плотными массами без тщательной разведки и достаточного артиллерийского обеспечения привела к большим потерям французов и успеха не имела. (Причины — недостаточное знакомство с местностью, позднее время начала атаки.) Чрезмерная плотность боевого порядка наполеоновской армии при наступившей темноте препятствовала применению артиллерии, а также рассыпного строя стрелков.

Карл, в свою очередь, не использовал предоставившуюся возможность для нанесения удара правым крылом во фланг Наполеона. Почти неиспользованным оказался 18-тысячный резерв конницы Лихтенштейна.

Австрийцы потеряли в этот день около 4000 человек, Наполеон — примерно 8000. К ночи наступила тишина. Карл оставался на месте, не преследуя противника, а Наполеон собрал свои утомленные войска ближе к Лобау и всю ночь совещался с маршалами, что он делал только тогда, когда признавал обстановку тяжелой.

Ободренный Карл решил 6 июля удержать часть своих сил на левом фланге Руссбахской позиции, а с остальными войсками атаковать противника правым флангом и отрезать его от Дуная. Одновременно силам левого фланга необходимо было войти в сообщение с армией эрцгерцога Иоанна и совместно ударить по французам. Отданным приказом предусматривалось начало наступления корпусов Кленау, Коловрата и гренадер в 3 часа утра. Корпусу Бельгарда, при содействии кавалерии Лихтенштейна, предписывалось начать атаку Адеркла в 4 часа. Корпус Гогенцоллерна должен был оставаться на месте, содействуя наступлению своих соседей только артиллерийским огнем. Розенберг получил приказ атаковать Даву совместно с 15-тысячным корпусом Иоанна, которому еще вечером 4 июля было приказано двигаться из Пресбурга к полю сражения. Корпус Рейса получил задачу по наблюдению за берегом Дуная от Шпица и далее вверх по течению. Если в Регенсбургской операции принятые австрийским уставом 1809 года новые боевые порядки почти не применялись, то в приказе о наступлении б июля Карл требовал от пехоты построения в батальонные колонны или каре со стрелковой линией впереди. В общем, австрийцы были настроены по-боевому, хотя план охвата с обеих флангов армии, численно превосходящей австрийскую и расположенной сосредоточенно, заключал в себе большую опасность. Расчеты на своевременное прибытие Иоанна могли оказаться ошибочными, а управлять разбросанной армией очень трудно. Принятая и разосланная эрцгерцогом ночью диспозиция распределила силы австрийцев равномерно на протяжении около 27 километров, не оставляя даже общего резерва.