Все последующие события показали правоту русских генералов, но князь Шварценберг, несмотря на предостережения даровитых военных, состоявших при главной квартире императора Александра, лишь немного изменил распоряжения, сделанные им накануне сражения.
В конечном итоге было принято решение о том, что австрийский корпус графа фон Кленау, русские войска генерала П.Х. Витгенштейна и прусский корпус генерала фон Клейста под общим командованием М.Б. Барклая-де-Толли будут атаковать французов в лоб с юго-востока. Таким образом, Богемская армия оказалась разделенной на три части: на западе находились австрийцы Гиулая, другая часть австрийской армии должна была действовать на юге между реками Эльстер и Плейссе, а остальная часть Богемской армии под начальством Барклая — на юго-востоке, между Дрёзеном и Хольцхаузеном.
В результате под общим командованием Михаила Богдановича оказалось примерно 84 000 человек с 404 орудиями, и эти войска встали в две линии.
4 (16) октября еще до рассвета войска Барклая начали выдвижение, и около восьми часов утра был открыт сильный артиллерийский огонь по французам.
Примерно в 9.30 войска генерала фон Клейста захватили деревню Маркклеберг. Затем была взята деревня Вахау, однако из-за наносящего большой урон огня французской артиллерии к полудню она была оставлена.
Аналогичные упорнейшие бои шли за любую деревню на юго-востоке от Лейпцига. При этом обе стороны несли тяжелые потери.
На юге наступление австрийцев не имело успеха, и после полудня князь Шварценберг направил один австрийский корпус на помощь Барклаю-де-Толли.
А в районе 15.00 Наполеон решил перейти в контрнаступление, направив кавалерию маршала Мюрата (около 10 000 сабель) на прорыв центра союзников у Вахау. Но и это действие не имело успеха, равно как неудачей закончилась и попытка наступления корпуса генерала Лористона.
В это время на западе наступление войск графа Гиулая также было отбито генералом Бертраном. С другой стороны, на севере большого успеха добилась Силезская армия. Не дожидаясь подхода Северной армии, прусский фельдмаршал Блюхер отдал приказ присоединиться к общему наступлению на Лейпциг через Мёккерн, который защищали войска маршала Мармона. В результате корпус последнего был смят, и фронт французских войск севернее Лейпцига оказался прорван. Это отвлекло Наполеона от сражения в районе Вахау, и он не смог довершить начатое.
С наступлением ночи боевые действия прекратились. Несмотря на огромные потери, в целом день завершился без особого преимущества для какой-либо из сторон.
А вот в воскресенье, 5 (17) октября, к союзникам подошло подкрепление, и положение Наполеона стало очень тяжелым. Однако генерал Л.Л. Беннигсен заявил, что его солдаты слишком устали от долгого перехода и не могут немедленно включиться в сражение. В результате было принято решение возобновить общее наступление утром следующего дня.
Что же касается Наполеона, то он ночью оставил свои старые позиции и отступил к Лейпцигу. У него к этому времени оставалось лишь примерно 150 000 человек, а вот силы союзников теперь были примерно в два раза больше.
Несмотря на это, бои, начавшиеся 6 (18) октября, получились крайне ожесточенными и далеко не на всех участках удачными для союзников.
В 7.00 князь Шварценберг отдал приказ о наступлении, и вскоре французов начали теснить на всех пунктах. А потом саксонская дивизия, сражавшаяся в рядах наполеоновских войск, неожиданно перешла на сторону союзников, а чуть позже то же самое совершили вюртембергские и баденские части.
Барон Марбо в своих "Мемуарах" по этому поводу написал:
"Подобное предательство со стороны наших союзников привело к образованию ужасной пустоты в самом центре французской армии".
Короче говоря, в тот день Наполеона спасла лишь темнота, прекратившая боевые действия.
А 7 (19) октября, когда утренний туман рассеялся, стало ясно, что штурма Лейпцига не понадобится: некоторые приближенные советовали Наполеону сжечь предместья Лейпцига и обороняться за городскими стенами, но он предпочел отступить.
В образовавшейся толчее сам Наполеон лишь с огромным трудом смог выбраться из города. Но значительной части его армии повезло гораздо меньше. Дело в том, что по ошибке был взорван каменный мост через Эльстер, и внутри города осталось около 30 000 французов, в том числе маршалы Макдональд и Понятовский, а также генералы Ренье и Лористон. Что это было? Предательство? Вовсе нет… Как пишет историк Анри Лашук, "просто один капрал инженерных войск потерял голову".