Позиция русско-польско-саксонских войск выглядела следующим образом: правое крыло двухлинейного боевого порядка занимали драгуны А. Д. Меншикова — 8,7 тысячи всадников, а левое — саксонская кавалерия в четыре тысячи человек. На флангах в уступном порядке располагались польские сторонники Августа II численностью около пятнадцати тысяч: справа — хоругви вольного коронного гетмана Станислава-Матвея Ржевуского, слева — великого коронного гетмана Адама-Николая Сенявского.
В два часа дня 18 октября 1706 года с обеих сторон началась пушечная пальба. Вскоре после этого линии противников стали сближаться и вступили в сражение.
Первыми начали атаку союзники. Саксонская кавалерия смяла боевые порядки «станиславчиков», которые, отступая, укрылись в вагенбурге (обозе), стоявшем за позициями Мардефельда. Часть саксонцев вместе с поляками Ржевуского и Сенявского ударили по правофланговым эскадронам шведов. Однако ожесточенный ружейный огонь заставил кавалерию Августа II отступить.
Шведами была опрокинута первая линия русских войск, в которой находились драгунские полки К. Ренне, Г. Пфлуга, Б. Гагарина, П. Мещерского, Г. Волконского, М. фон Шульца, Г. фон Розена и Р. Боура. Однако этот временный успех только ускорил гибель неприятельской конницы. Увлеченная преследованием русских драгун, она была охвачена свежими силами второй линии, где стояли полки М. Нетлегорста, фон Шауенбурга, Г. Гейне, Я. Генскина, А. фон Штольца, И. фон Милленфельзена и Н. Ифлянта, и «истреблена совершенно». Спастись удалось лишь одной-двум сотням всадников под командованием Э. Д. Крассау, которые успели отступить к Познани.
Шведская пехота осталась без прикрытия конницы. Построившись в каре, она продолжала мужественно защищаться. А. Д. Меншиков, как он отмечал в реляции, спешил несколько эскадронов драгун, которые предприняли штыковую атаку шведов, самолично возглавив атаку и получив при этом ранение.
Мардефельд сдался. На следующий день сдались и засевшие в вагенбурге поляки Потоцкого, а также часть поляков, остававшихся в Калише.
Квартирмейстер русских войск писал через несколько дней после баталии Я. В. Брюсу: «И говорят в нашей квартире про неприятельских людей, с которыми у нас была баталия, вельми бежали и скучали; и где стал, в том доме был на мал час писарь Потоцкой, и скучал вельми о своей жене, что она в местечке в Калишках в кляшторе (католическом монастыре)».
Потери неприятеля составили «с четыре тысячи и более человек шведов, да с тысячу поляков и волохов». В плен попали более пяти тысяч человек (из них 2598 шведов). Потери с русской стороны составили: ранеными — 324, убитыми — 84 человека.
А. Д. Меншиков отправил Петру I подробную реляцию, которая заканчивалась словами: «Не в полхвалбу вашей милости доношу: такая сия прежде небываемая баталия была, что радошно было смотреть, как со обоих сторон регулярно бились и зело чюдесно видеть, как сие поле мертвыми телами устлано… И сею преславною викториею вашей милости поздравляю и глаголю: виват, виват, виват. Дай Боже и впредь такое оружию вашему щастие».
В награду за Калишскую победу Меншиков был награжден драгоценной тростью стоимостью 3064 рубля, сделанной по чертежу самого царя.
Вот как описывает ход Калишской баталии Н. И. Павленко: «Сражение началось пушечной дуэлью и на первом этапе шло с переменным успехом. Когда русские полки сблизились с неприятелем, то первыми не выдержали натиска поляки Станислава Лещинского — они бросились наутек и укрылись в обозе, стоявшем позади расположения войск Мардефельда. Польская кавалерия, развивая успех и преследуя поляков Станислава Лещинского, напоролась на шведскую пехоту, плотный огонь которой вынудил ее отступить. Преследуя отступавших, шведы попали под огонь русских драгун, но, построившись в каре, защищались так упорно, что драгуны ничего с ними не могли поделать до тех пор, пока Меншиков не распорядился спешить несколько эскадронов. Они-то вместе с отправленной князем на фланги кавалерией и решили успех сражения». Успех в этом сражении, по мнению Н. И. Павленко, «определили русские войска и энергичные действия Меншикова» [52].
В рассказе о битве существует необъяснимое противоречие. Как уже было отмечено, в ходе сражения шведы заняли оборонительную позицию, встав в каре. Разгромить эту позицию русские войска смогли только после того, как спешились драгуны и штурмом преодолели сопротивление шведов. При этом в статистике потерь значатся убитыми пять тысяч шведов и всего 84 русских, при 324 раненых. Как известно, оборонительная позиция каре была практически неприступна для пехоты и кавалерии. При штурме такой позиции наступающие войска несли огромные потери. При этом надо учитывать, что штурмовалось каре лучшей по тем временам армии. Как могло получиться, что в результате ожесточенного сражения, проходившего с переменным успехом (вспомним, что была вначале опрокинута первая линия русских войск), при штурме пехотным порядком каре при пяти тысячах убитых шведов русские потеряли убитыми только 84 человека?