Салтыков принимает командование 19 июня. Он должен следовать на соединение с австрийцами Дауна, но узнаёт, что прусский корпус Веделя (сменил Дону) сумел вклиниться между ним и союзниками, и идет навстречу неприятелю. 23 июля Ведель атакует русских у Пальцига (Цуллихау). 40 тыс. русских против 30 тыс. пруссаков. Салтыков удачно выбрал место для боя и сделал свою позицию неприступной. Пять атак противника, одна за другой, разбились о русскую оборону. Понеся тяжелые потери, пруссаки потеряли строй. «Русская пехота продемонстрировала свою обычную стойкость, артиллерия удержала превосходство над артиллерией противника, наконец, конница впервые взяла верх над прусской» (А. Рамбо). Пруссаки потеряли 4269 человек убитыми, 1394 ранеными, 1200 пленными. В руках противника оказалось 7 знамен и 14 орудий. У русских 900 человек убиты и 3904 ранены. Среди убитых генерал Мику, француз, командовавший кавалерией.
Салтыков намеревается занять Франкфурт и оттуда угрожать Берлину. 20 июля Вильбоа овладевает городом. К нему присоединяются главные силы армии, а также австрийский корпус под командованием Лаудона. Наступление Салтыкова вызвало сильное беспокойство у Фридриха II. Король вновь спешит на помощь своей столице. Назревает генеральное сражение. Напрасно Салтыков просит о помощи австрийского главнокомандующего Дауна. Тот советует ему отступать.
Салтыков размещает свою армию на трех высотах, с запада на восток: Юденберг, Шпицберг и Мюльберг. Позиции оборудованы фронтом на север. 60 тыс. союзников (в их числе 18 тыс. австрийцев) готовятся померяться силами с 48 тыс. пруссаков. Но Фридрих не намерен атаковать русских в лоб. Он обходит их позиции и располагается напротив Мюльберга. Салтыков приказывает армии развернуться на 180 градусов, поскольку теперь возникла угроза атаки с юга.
12 августа, в 9 ч, прусская артиллерия начинает обстрел Мюльберга, в 11 ч эта позиция подвергается одновременной атаке с фронта и с обоих флангов. Город обороняют пять полков Обсервационного корпуса князя Голицына. Это слабые части, «отличившиеся» при Цорндорфе нарушениями дисциплины. Они дрогнули и без приказа откатились к Ротворверку.
Салтыков еще раз приказывает войскам произвести перестроение, на этот раз фронтом на восток. Но пока оно происходит, Фридрих II осуществляет концентрическую атаку на Шпицберг. Пехота преодолевает овраг близ Кунгрунда и появляется в высшей точке Шпицберга, другие колонны охватывают город с севера, а кавалерия принца Вюртембергского атакует батарею русских, находящуюся на холме. К 3 ч дня пруссаки захватили половину русских позиций. Фридрих II торопливо составляет победный бюллетень.
В этот момент приходит известие о том, что прусский отряд завладел Франкфуртом и мостами через Одер, отрезав русским путь к отступлению. Отчаяние Салтыкова велико: «Командовавший нами старик, забыв обо всем, соскочил с лошади, при всех упал на колени и, воздевая руки к небу, со слезами на глазах стал молить Всевышнего прийти к нему на помощь в такой крайности и спасти его людей от верной гибели. Возможно, небо услышало мольбу благочестивого старика, с которой он обратился от чистой души, потому что вскоре произошло такое, чего никто не мог ни подумать, ни вообразить и чего меньше всего можно было ждать» (Болотов).
Пруссаки, атакующие Шпицберг по северному склону, натолкнулись на мощное сопротивление пяти русских полков и были отброшены в Эль-Буш. Центральные колонны, которые вел сам Фридрих, были рассеяны залпами шуваловских орудий и опрокинуты контратакой Берга. Русская кавалерия атакует принца Вюртембергского и обращает в бегство его полки. Но Фридрих упорствует, бросает всю кавалерию Зейдлица южнее Шпицберга. Обстрелянная артиллерией, она возвращается. И тут русская пехота благодаря мощной атаке прорывает боевые порядки неприятеля в центре, преодолевает Кунгрунд и отбивает Мюльберг. В отчаянии Фридрих, размахивая флагом, пытается восстановить порядок. Напрасно Зейдлиц предпринимает новую атаку, в которой получает ранение. Это полный разгром и паническое бегство.
«Пока жалкие остатки его армии отходили, Фридрих оставался неподвижным под истребительным огнем русских батарей, и потребовалось, чтобы один из его адъютантов взял за повод его лошадь, чтобы увести. Я видел много военных, наблюдавших за ним в тот момент и уверенных, что он поступал так в надежде погибнуть от пушечного ядра» (Д. Тьебо). Пруссаки потеряли 20 тыс. человек, 28 знамен и 172 орудия. Русские — 13 тыс., австрийцы — 1400. «Мое несчастье в том, что я еще жив, — писал Фридрих II. — Из армии в 48 тыс. у меня осталось меньше 3000. Все бежит, и я уже не господин над моими людьми. Думаю, что все потеряно».