Салтыков решил обойти сильный фронт прусской позиции с севера, вокруг ее левого фланга. Русский главнокомандующий лично руководил всей разведкой и прекрасно оценивал сложившееся положение. Его сообщения с Позеном и австрийцами оказались под угрозой, и надо было спешить, поскольку Ведель, несомненно, ожидал подкреплений или от принца Генриха, или от самого Фридриха II.

Позиция в Цюллихау со всех сторон, кроме северной, была защищена естественными препятствиями, такими, как болото и густые заросли кустарника. На севере поднимался Эйхберг, и пруссаки, чтобы обезопасить себя с этой стороны, заняли его основной массой своих войск, так что этой возвышенности, по всей очевидности, предстояло быть центральным пунктом готовящейся битвы.

22 июля главная квартира Салтыкова находилась в деревне Гольцен. Главнокомандующий имел в своем распоряжении три корпуса: Фермора, Вильбуа и Голицына (Обсервационный). Легкую конницу Тотлебена Салтыков отвел на правый фланг, выдвинув ее далеко вперед, и точно так же на левый — гусар Зорича. У него было 28 тыс. пехотинцев, 5 тыс. регулярной кавалерии, 7,5 тыс. нерегулярной и 140 пушек. Всего около 40 тыс чел. Ведель мог противопоставить ему только 27 380 чел. (18 тыс. пехоты и 9380 всадников). Обе стороны преувеличивали силы своего противника: Салтыков считал, что у Веделя 60 тыс., а Ведель — что у Салтыкова 90 тыс.

Днем 22-го Салтыков произвел последнюю разведку и в три часа пополудни возвратился в лагерь у Гольцена. Было принято решение ночным маршем обойти северное крыло пруссаков.

Движение русских колонн, охраняемое авангардом Тотлебена, началось в 4 часа утра по направлению к Пальцигу. Обходной маневр совершался с такой точностью и скрытностью, что утром неприятель совершенно неожиданно увидел в тылу своего левого фланга русские колонны. Салтыков доказал, что «варвары» умеют пользоваться уроками самого Фридриха II — его маневр почти в точности повторил марш прусского короля накануне Цорндорфской битвы.

Ведель настолько не ожидал этого, что в 5 часов утра лично отправился во главе разведки к Лангемайле, где предполагал обнаружить гусар Зорича. Никого не найдя там, он вскоре убедился, что лагерь в Гольцене уже оставлен. Обеспокоившись, он спешно возвратился к 7 часам в Эйхберг и стал готовиться к сражению. Как раз в этот момент появились русские и начали артиллерийский обстрел.

Салтыков, как и Ведель, тоже встревожился и отправил назад к Гольцену бригаду Фаста и часть конницы Тотлебена. После этого Фаст так уже и не появлялся, а Тотлебен смог возвратиться только перед самым концом битвы.

До 11 часов Ведель лишь наблюдал за маршем Салтыкова, но потом послал против него конницу Малаховского, которая была отброшена. Почти сразу после полудня русские подошли к Пальцигу и построились восточнее самой деревни фронтом к Цюллихау и Эйхбергу. От пруссаков их отделял ручей Шёнборн и деревня Никерн. Как всегда, русская пехота образовала две далеко вытянутые линии, состоявшие из полков Голицына, Вильбуа и Фермора.

По фронту первой линии были поставлены пять больших батарей полевой артиллерии, которые господствовали над крутым берегом ручья; шестая, с правой стороны, — на вершине холма между двумя линиями; и, наконец, седьмая, самая крайняя справа, представляла собой настоящий редут. Фермор прикрывал артиллерию четырьмя лучшими полками: слева — Сибирским и 1-м Гренадерским, справа — Выборгским и 2-м Московским.

Кавалерия также была разделена: на самом краю справа донские казаки охраняли Никерн и переправы через ручей Шёнборн; затем стояли новосербские гусары и после них, у самого Пальцига, под командою Еропкина — пехота Голицына, новотроицкие кирасиры, 3-й и Киевский кирасирские полки, рязанские и каргопольские конногренадеры. Между двумя линиями пехоты под командою Демику в качестве резерва находились казанские кирасиры и эскадрон нижегородских драгун. Но основная масса кавалерии была сосредоточена на правом фланге: в первом эшелоне — кирасиры полков Его Императорского Высочества и Петербургского; во втором — грузинские, венгерские и славяно-сербские гусары; в третьем — донские и чугуевские казаки. Всей этой конницей, а также Выборгским и 2-м Московским полками командовал генерал Панин.

Правый фланг русских по составу всех родов войск и благодаря господствующему положению над долиной был практически неприступен, а центр защищен ручьем и прудом Экмюль. Зато левый фланг, напротив, состоял из более слабых войск и подвергался опасности быть обойденным, если бы пруссакам удалось пройти по мостам Шёнборна или Никерна. При такой фланговой атаке русская армия, к тому же угрожаемая еще и с тыла, могла быть сброшена с высот в ручей и болота, отрезана от путей отступления как на Кроссен, так и на Гольцен, и у нее не осталось бы иного выхода, чем погибнуть или же пробиваться штыками.

Пруссаки оставили свои позиции на Эйхберге и Цюллихау и встали вдоль восточного берега ручья, который господствовал над западным, где были русские. Двойная линия прусской пехоты правым флангом упиралась в Никерн, а левым — в пруд Гейдемюле и деревню Глоксен. Вдоль берега стояли пять больших полевых батарей, которые более часа жесточайшим огнем обстреливали линии и батареи русских.

Ведель подготовил атаку в двух местах. Конницу Воберснова он оставил в резерве, а всю пехоту построил в две колонны. Правая, под командой Каница, должна была перейти ручей у Никерна и атаковать левый фланг русских. Левая предназначалась против мощного правого фланга, ею командовал сам Ведель и генерал Мантейфель.

Салтыков, чтобы обезопасить левый фланг, приказал казакам разрушить мост у Никерна, а саму деревню сжечь. После этого все свое внимание он обратил на правое крыло, против которого Ведель и направил фланговую атаку четырех пехотных полков и трех эскадронов кавалерии. Основная часть колонны под командою Мантейфеля должна была атаковать по фронту. Но действия их оказались несогласованными — обходной маневр Веделя задерживался, и Мантейфель, потеряв терпение, бросился вперед, однако под огнем двух больших русских батарей и пехотных полков атака захлебнулась, а сам он был тяжело ранен. Ведель поспешил послать ему на помощь пять батальонов Хюльзена, но Салтыков, в свою очередь, перевел с левого фланга 1-й и 5-й мушкетерские полки. Вторая попытка, теперь уже Хюльзена, также окончилась неудачей. Пруссаки снова откатились, не выдержав мушкетного и пушечного огня. Очевидец этого, инженерный полковник Муравьев, рассказывает:

Фланговая атака Веделя также не принесла успеха. Здесь дело не дошло даже до штыков. Страшный огонь больших русских батарей обратил в бегство четыре полка прусской пехоты. Их разгром был настолько полным, что они вообще исчезли из прусской армии. Другие полки, спешно двинутые им на замену с правого фланга, были отбиты копьями чугуевских казаков.

Этот частичный разгром Веделя произошел вследствие несогласованности действий и атаки на самый сильный фланг русских слишком малыми силами. Надо было остановиться и подождать результатов атаки Каница и прежде всего подхода конницы Воберснова, которая только и могла спасти остатки левого фланга. Но Каниц был остановлен пожаром Никерна и разрушенным мостом. Именно это позволило Салтыкову взять со своего слабого левого фланга 1-й и 5-й мушкетерские полки.

Что касается Воберснова, то он вместе с солдатами Мантейфеля, Хюльзена и Веделя появился на поле боя лишь в пять часов. Поскольку здесь все прусские командиры были ранены, он принял командование и возобновил на своем левом фланге уже трижды захлебнувшуюся атаку. Воберснов решил прежде всего ударить кавалерией по позициям русской пехоты, чему, впрочем, сильно мешала болотистая и заросшая кустарником местность. Однако его одушевление увлекло прусские эскадроны. Он бросился на русскую линию с таким порывом, что прорвал ее, но оказался при этом перед большой батареей, осыпавшей его солдат ядрами. К тому же оба его фланга подвергались атакам кавалерии Демику и Еропкина. Схватка была столь жестокой, что под сабельными ударами пал генерал Демику — достойный соперник в этот день «великого кавалериста» Зейдлица. Вырученный конной контратакой Сибирский полк открыл залповый огонь по прусским эскадронам. Одновременно подошел и Панин с кавалерийскими и пехотными подкреплениями, завершив разгром прусской конницы, после чего атаковал пехотные линии. Воберснов безуспешно пытался выручить их, но сам пал, сраженный замертво. Весь левый фланг пруссаков был разбит, они в беспорядке бежали к Цюллихау и болотам Одера. Брошенному на произвол судьбы Каницу не оставалось ничего иного, как последовать за ними. Регулярная русская кавалерия преследовала неприятеля до Глоксена и Гейдемюле, но уже не имела сил идти далее. Было восемь часов вечера, войска сражались с трех часов утра. Продолжать преследование было велено гусарам и казакам Тотлебена, вернувшимся из разведки на Гольцен. Они захватили множество трофеев и пленных, но остановились у Одера. Остатки прусской армии перешли реку у Чичерцига и продолжали откатываться еще дальше.