Как в свое время Ганнибал, Мальборо решил добыть себе победу, положившись на кавалерию. И именно кавалерия обеспечила ему при Бленхейме победу в самом большом из выигранных им сражений. Битва продолжалась до пяти часов пополудни. К этому времени Мальборо построил в две линии, наиболее оптимальный боевой порядок для атаки на участке между Бленхеймом и Оберглау, 8 тыс. своих кавалеристов. Во втором эшелоне он побатальонно построил пехоту, которая должна была поддержать конницу в случае, если атака сложится неудачно, и навязать бой многочисленной французской пехоте, которая обороняла Бленхейм. На тот момент Таллар распределил эскадроны своей конницы между батальонами пехоты. И герцог Мальборо бросил во фронтальную атаку в промежутки между французской конницей несколько пехотных полков при поддержке артиллерии. В пять часов с небольшим Мальборо приступил к решающей атаке. Кавалерия союзников, усиленная пехотой и артиллерией, стала медленно наступать из низины у реки Небель вверх по склону, где ее ожидали 10 тыс. французских кавалеристов. Оказавшись перед позициями противника, в первый момент союзники были встречены настолько плотным огнем французской артиллерии и стрелкового оружия, что сначала английские кавалеристы несколько смешались, но не отступили с высот. Их сразу же дружно поддержали собственная пехота и орудия. В то же время огонь французов стал ослабевать. Мальборо сразу же приказал начать атаку по всему фронту. Кавалерия союзников стремительно бросилась в сторону французских эскадронов. И сердца французских конников не выдержали. Попусту разрядив свои карабины на дистанции, не позволяющей вести прицельный огонь, они развернулись и бросились прочь с поля боя, подставив девять пехотных батальонов своих товарищей под мощные удары кавалерии союзников. Теперь сражение можно было считать выигранным. Таллар и Марсен, несмотря на то что терпеть не могли друг друга, были единодушны в том, что пришла пора отступать. Таллар восстановил порядок в кавалерийских эскадронах, которые теперь стояли в растянувшемся в сторону Бленхейма строю, и отдал приказ пехоте оставить Бленхейм и немедленно отступать на соединение с ним. Но задолго до того, как пехотинцы получили этот приказ, победоносные эскадроны Мальборо сманеврировали влево и нанесли удар по ослабленным войскам французского маршала. Часть его сил, которые он растянул навстречу отступающим пехотинцам, была сброшена в Дунай. Другая часть его армии сумела отойти к деревне Зондерхайм, где вскоре была окружена войсками союзников и вынуждена сдаться. В это же время принц Евгений снова начал атаку на левом фланге, где стояли баварские и французские войска. Марсен, обнаружив, что его сосед разгромлен, а правый фланг открыт для ударов войск союзников, стал спешно готовиться к отступлению. Ему и курфюрсту Баварскому удалось, сохраняя относительный порядок, отвести большую часть армии к Диллингену. Но большой гарнизон Бленхейма был оставлен на уничтожение противнику. Победоносные войска Мальборо вскоре перекрыли все пути отступления из деревни. Затем вокруг Бленхейма разместили артиллерийские орудия, которые начали методично обстреливать селение. Все это вскоре должно было закончиться разрушением самого Бленхейма и всех тех, кто в нем находился. После нескольких отчаянных, но безуспешных попыток прорваться сквозь кордоны войск союзников гарнизон Бленхейма был вынужден сдаться на милость победителя. Двадцать четыре батальона и двенадцать эскадронов сложили оружие и стали пленниками Мальборо.
Как заметил Вольтер, «такой была знаменательная битва, которую французы назвали сражением при Гохштедте, немцы – при Плентейме, а англичане – при Бленхейме. Победители потеряли примерно 5 тыс. человек убитыми и 8 тыс. ранеными. Большая часть потерь пришлась на армию принца Евгения Савойского. Франко-баварская армия была большей частью уничтожена: из 60 тыс. когда-то победоносных войск удалось собрать примерно 20 тыс. человек. Было убито примерно 12 тыс. солдат, взято в плен 14 тыс. человек, потеряны все орудия, огромное количество знамен и штандартов, все палатки и склады. По данным победителя, в тот день в плен к союзникам попал один маршал и тысяча двести старших офицеров французской армии».