Петр Семенович, вовремя заметивший обход, заблаговременно уже приготовившийся к нему, спокойно ожидал момента, когда пруссаки двинутся в атаку. После почти часовой неумолкаемой канонады генерал Мантейфелъ, не выждав результата обхода, к 4 часам пополудни атаковал бригаду князя Волконского. Несмотря на благоприятные условия местности, смело веденную атаку и личную храбрость раненого генерала Мантейфеля, его войска были отброшены назад сильным фронтальным артиллерийским и ружейным огнем бригады Волконского. Эта первая неудача не остановила прусского главнокомандующего, приказавшего повторить атаку. Но и она была отбита также, как и первая, без рукопашного боя. Около 6 часов вечера генерал Ведель решился на третий удар в том же направлении. Атака была произведена с неотразимою лихостью и вначале имела успех: прусской коннице удалось прорваться между двумя русскими полками, но далее она напоролась на фронтальный огонь батареи и в полном беспорядке отброшена назад. Русская конница, под начальством прибывшего на место боя Панина, бросилась на врага и обратила его в полное паническое бегство. Русская армия, построившись покоем «на костях», уже поздно вечером слушала благодарственный молебен. Русские потеряли до 900 чел. убитыми и 3904 чел. ранеными. Пруссаки — 4269 чел. убитыми, 1394 ранеными и 1495 без вести пропавшими. Трофеи русских состояли из 4 знамен, 3 штандартов, 14 орудий и более 4000 ружей, «кроме другой амуниции».
Разбирая действия Салтыкова, нельзя не прийти к заключению, что в этом первом своем опыте он выказывает себя безукоризненным, талантливым полководцем: решившись на обход и занятие Пальцигской позиции, не колеблется в своем смелом решении ни одной минуты; изучает и пользуется местностью — безукоризненно; скрытность марша вполне соблюдена, приняты должные меры для возможной быстроты опасного движения. При расположении войск на Пальцигской позиции он руководствуется не рутинными правилами, а исключительно здравым смыслом и требованиями обстановки. Во время боя полное хладнокровие, верный глаз и своевременно отдаваемые распоряжения сделали то, что все усилия пруссаков сломить русскую армию оказались тщетными, и они, разбитые, принуждены были искать спасения в бегстве. «Победа сия, — говорит современник, — произвела многие и разные по себе последствия, из которых некоторые были для нас в особливости выгодны. Из сих наиглавнейшим было то, что все войска наши сим одолением неприятеля ободрилися и стали получать более на старичка, своего предводителя, надежды, который имел счастие с самого уже начала приезда своего солдатам полюбиться; а теперь полюбили они его еще более, да и у всех нас сделался он уже в лучшем уважении».
За успех при Пальциге императрица поощрила нижние чины полугодовым окладом жалованья (с выплатой которого казна не спешила), сам же главнокомандующий получил из Петербурга лишь письменную благодарность — победа в столице явно осталась недооцененной.
Продолжив с армией движение к Одеру, Салтыков в районе Кроссе-на соединился с австрийским корпусом генерала Лаудона и, заняв Франкфурт-на-Одере, предложил австрийскому главнокомандующему Дауну развернуть совместное наступление на Берлин. Пока тот колебался, Фридрих II с главными силами прусской армии, переправившись через Одер севернее Франкфурта, решил ударом с тыла разгромить союзников.
Союзная армия под командованием Салтыкова заняла позиции на высотах у деревни Кунерсдорф. Общее число русско-австрийских сил, сосредоточенных на Кунерсдорфской позиции, доходило до 60 тыс., против 48-тысячной армии Фридриха II.
Как только обнаружился обход королем правого фланга русских, Салтыков приказал армии повернуться кругом, вследствие чего условия, при которых приходилось принимать бой, резко изменились. Графу нужно было или атаковать неприятеля, или немедленно отступить к Кроссену или еще в более опасном направлении к Познани. Но он решился дать бой, заняв позицию тылом к Одеру.
Одной из главных особенностей расположения русских войск на позиции было массирование конницы союзников и австрийской пехоты до начала боя, как бы в виде общего резерва, за правым флангом.
Около 9 часов утра две сильные прусские батареи открыли огонь с Третинских высот. Несколько позднее неприятельская артиллерия выехала на позицию около прудов южнее Кунерсдорфа; в этих же двух направлениях показались маневрирующие прусские войска. Русская артиллерия, со своей стороны, тотчас же отвечала сильным огнем, и в 10 часов утра артиллерийская канонада была уже в полном разгаре.
Зорко следя за маневрами Фридриха II, граф Салтыков окончательно остановился на предположении, что король «в одно время против нашего правого и левого крыла атаку начнет», ввиду чего остановился на контрманевре, основная идея которого состояла в том, чтобы «навлечь всю неприятельскую армию на одно левое крыло…»