Таким образом, план оборонительного боя графа Салтыкова и заключался в том, чтобы беречь свой правый фланг и не слишком упорствовать Фридриху II при первой его атаке маловажного левого фланга, действуя впоследствии в зависимости от «предприятий» противника. Войскам было приказано зажечь Кунерсдорф, дабы тем уменьшить неприятелю удобство развертывания сил по другую сторону оврага, южнее этой деревни.
Только в 12-м часу дня неприятель явно обнаружил направление своей атаки на войска князя Голицына. Кроме пяти полков русской армии, здесь никого не было.
Невыгоды линейного расположения окопов, — т. е. без применения их к местности — тотчас же обнаружились: лощины, бывшие впереди русских укреплений, не могли быть обстреливаемы, вследствие чего в самое нужное время русские войска «стрелять перестали, а ожидали непоколебимо неприятельского приближения».
Атакующие значительно превосходили в своих силах войска князя Голицына, вынужденные принять атаку с фронта и фланга и при крайне неблагоприятных условиях. Последствия этой атаки были закономерны. Пруссаки заняли Мюльберг и стали готовиться к форсированию оврага Кунгрунд.
С занятием Мюльберга королем были достигнуты немаловажные результаты: силы обеих армий почти уравновешивались; русская армия сразу уменьшилась в своем составе на 15 батальонов и 42 орудия; моральный дух прусских войск от этого первого блестящего успеха поднялся. К счастью, теснота на Мюльберге не дала возможности прусским батареям развернуться на этой горе; но тем не менее огонь ставшей там артиллерии был так действителен, что на позициях на Большом Шпице «…места почти не было, где бы пушки его (неприятеля) не вредили, отчего многие у нас ящики подорваны и у пушек лафеты повреждены».
Успешная атака Фридриха II на Мюльберг убедила графа Салтыкова в том, что неприятель главным образом «до самого нашего правого крыла и до реки Одера пробиваться будет». Полки на Большом Шпице стали перестраиваться фронтом к Кунгрунду. Последовавшие затем многочисленные атаки прусской пехоты и кавалерии были отражены с большими для них потерями.
Пытаясь переломить ситуацию в свою пользу, король бросил в лобовую атаку на союзные укрепления свой последний козырь — кавалерию Зейдлица. Зейдлиц перевел всю свою конницу через пруды восточнее Кунерсдорфа, развернул ее на глазах у русских и затем бросился на окопы, занятые Псковским, 3-м и 4-м гренадерскими, Невским и Казанским полками. Пехота русского центра, давным-давно готовая к защите своих окопов, — дождалась, наконец, случая покрыть свои знамена новой славой. В данном случае ей пришлось лишь разделить эту славу с артиллерией: атака Зейдлица «под сильным пушечным огнем с наших батарей» была моментально отбита с большим уроном для нападавших.
Только теперь, когда главный нерв был надорван, когда могущественная конница неприятеля отброшена, слабейшая конница союзников получила возможность развернуться на местности, удобной для ее действия.
Честь перехода русских в наступление выпала на долю бригадира Берга (2-й Московский, Казанский и рота Низовского полков) совместно с полками, приведенными Вильбуа (Нарвским и Воронежским). Эти войска «…на неприятеля во фланг ударили (со стороны правого фланга), батареи наши освободили, на которых уже несколько пушек заклепано было, и в самую лощину (Кунгрунд) неприятеля погнали». Вологодский и Апшеронский полки поддержали Берга, левее которого перешел в наступление князь Волконский с 1-м гренадерским и Азовским полками. Результатом этого общего перехода в наступление было полное отступление неприятеля за Кунгрунд и беспорядок в рядах пруссаков, занимавших Мюльберг. Не выдержав артиллерийского огня, пехота Фридриха Великого обратилась в паническое бегство. Положение прусской армии стало критическим.
Видя это, Фридрих II бросал в бой все, что оставалось у него под рукою, включая и несколько эскадронов своих лейб-кирасир. Однако жертвенные атаки прусской кавалерии не смогли спасти положение.
Поражение прусской армии было полное. Сам король едва не попал в плен. Его спасли гусары ротмистра Притвица.
Общие потери выбывшими из строя в сражении при Кунерсдорфе составили:
Прусская армия (по сведениям немецких источников) — до 17 000;
Русская — до 13 000;
Австрийская — немногим более 2000.
Трофеями Кунерсдорфской победы были: 26 знамен, 2 штандарта, 172 орудия и большое количество огнестрельных запасов (одних патронов — более 93 000).