Левая и центральная колонны вплотную друг к другу перешли в наступление, воспользовавшись эффектом внезапности, они быстро продвигались в ледяном тумане и дошли до аванпостов немцев. Слева у высот Монтрой они охватили передовые немецкие позиции с фланга и сумели с боем пробиться в Сен-Клу. На центральном участке перемахнули через крутой гребень высот и через парк Бузенваль, пока не были остановлены у немецкой цитадели Ла-Бержери, в лесу между замком Бузенваль и оврагом Кукуфа, мощным ответным огнем немцев. Но как только первый наступательный порыв спал, все застопорилось. Немецкая пехота, оттесненная наступавшими французами с передовых оборонительных позиций, возобновила огонь с позиций, расположенных в глубине. Французские командующие вызвали на помощь артиллерию, но подход орудий затянулся на долгие часы, и с их прибытием они не смогли одолеть крутизну высот у Бузенваля. Пробравшиеся вперед саперы попытались подорвать полосу препятствий врага, но динамит на морозе не действовал. Атака захлебнулась, перейдя в позиционную перестрелку, в ходе которой плотные колонны французов сбивались в кучу и блуждали по склонам под огнем немецкой артиллерии, их боевой дух упал до нуля, а вскоре перерос в панику. В левой колонне Дюкро, с четырехчасовым опозданием добравшейся до позиций, ситуация складывалась еще хуже. Немцы в Мальмезоне были готовы к их появлению и не уступили ни метра территории. Везде французское наступление пруссаки сдержали, и без того не очень высокая дисциплина в национальной гвардии рухнула.
Трошю, наблюдая за сражением из Мон-Валерьена, уже ничего был не в силах изменить. У него не было резервов ни артиллерии, ни пехоты, как и не было надежды на обход флангов противника. Отпор противника он, бесспорно, предвидел и принял как должное. Сам Трошю проявил незаурядное личное мужество, верхом отправившись к высотам Монтрой, где резко осложнилась обстановка, рискуя жизнью, он личным примером пытался вдохновить и повести за собой дрогнувших бойцов национальной гвардии, но так и не сумел. Проведя день с войсками, видя как они обороняются, успешно отражая контратаки противника, с наступлением темноты он хмуро отдал приказ отступить.
Сам выход из боя был проведен достаточно умело. До одной изолированной группировки, сражавшейся в центре Сен-Клу, приказ не дошел, и на следующий день она была вынуждена сдаться, но в остальных случаях французы сумели выйти из боя так, что немцы даже и не догадались об этом. И к лучшему, потому что едва французские части приблизились к своим позициям, как тут же пережили самый настоящий шок. Пока их авангард в течение долгих часов безуспешно пытался прорвать оборону немцев, в тылу скопилось множество повозок: кареты скорой помощи, войскового подвоза, боеприпасов, оружия и артиллерийских орудий, забившие дороги в ожидании наступления. И теперь эта масса, тщетно пытаясь развернуться в узких, грязных переулках и отступить, превратилась в сплошной непреодолимый хаос, и боевые части оказались буквально стиснуты им. Наступление из Парижа предыдущей ночью было истинным чудом по сравнению с нынешней ситуацией. На счастье, зимние ночи продолжительны, и та ночь выдалась лунной, но последние части арьергарда смогли отступить лишь к 6 часам утра, а когда еще пять часов спустя туман рассеялся, немцы увидели огромные колонны, занимавшие дороги к узкому перешейку излучины Сены в Курбевуа, оставляя на равнине не только тела погибших, но и брошенные кареты скорой помощи, повозки и вооружение.