По пути к Калишу русский авангард силой в 3 тысячи драгун под начальством генерала Ренне (Рене) стремительно, с ходу напал на вражеское боевое охранение. Оно было сбито с позиции и бежало, но за ним открылся 13-тысячный польский корпус Юзефа (Иосифа) Потоцкого, краковского каштеляна, великого коронного гетмана, сторонника Станислава Лещинского. Дальнейшие события разворачивались так, как записано в «Гистории Свейской войны»:
«И в 13 день октября, по отправлении воинской думы и учредя полки все к баталии, как надлежит в три линии, определили командовать королевскому величеству полскому (Августу II.
По-полудни о двух часах началась пушечная стрельба, а потом вскоре оба фрунта зближились и в жестокий бой вступили. И как неприятельская пехота (которой было три тысячи) на наш корпус наступила, то наши немного пожались, понеже пехоты при себе не имели. Однако ж его светлость князь Меншиков вскоре приказал несколку шквадронам драгунам против швецкой пехоты спешится, а с правого крыла коннице на оную наступать. И по такому благорасположению жестоко от наших на пехоту стреляно, и потом был прежестокий бой, на котором в непрестанном огне три часа были.
И помощию Божиею наши вящую силу взяли. И так жестоко на неприятеля боем наступали, что вконец оного разорили, и что токмо малая часть конницы швецкой ушла, а пехота вся осталась. Полские же нашей стороны войска на полское неприятелское войско, вкупе с нашими, нападение учинили и оных прогнали. А з досталным войском воевода киевский (Потоцкий.
Итак чрез милость Божиею преславную викторию наши получили, что на месте неприятелей положено с пять тысяч человек шведов и с тысячю поляков и волохов…»
Генерал-поручик А.Д. Меншиков в сражении под Калишем показал себя блестящим кавалерийским военачальником, решительным и инициативным. Его 80 драгунских эскадронов вынесли основную тяжесть битвы, подкрепленные 42 эскадронами саксонцев и поляков Августа II. Остатки войск шведов на поле битвы капитулировали, только нескольким их эскадронам удалось ускакать в Познань. После этого победителям открыл свои городские ворота укрепленный город Калиш.
Калишское сражение показало превосходство русской полковой артиллерии. Ее действиями руководил по указаниям Меншикова произведенный в чин генерал-лейтенанта Я.В. Брюс, начальствующий теперь не над осадной, а над полевой артиллерией, исполнявший должность генерал-фельдцейхмейстера. За Калиш царь Петр I наградил Брюса золотой, усыпанной бриллиантами, медалью с портретом государя. Впоследствии такие медали стали называться именными наградными императорскими портретами, которых удостаивались люди очень высоких чинов.
Шведский корпус генерала Мардефельда был разбит наголову, равно как и союзники шведов из числа польских магнатов и шляхты, которые в тот день не усердствовали и доблестью не блистали. Калишское сражение стало первой крупной победой русского оружия в Северной войне, победой в полевой баталии. Первой за шесть лет войны. И связана она была с именем полководца с титулом светлейшего князя Ижорского.
Меншиков решительно атаковал укрепленные неприятельские позиции, которые шведы укрепляли три дня и с флангов были хорошо защищены рекой Просна и болотами. Сражение продолжалось до поздней ночи. Чтобы добиться полной победы, светлейший князь Ижорский спешил часть русской драгунской кавалерии. Хотя шведы, в отличие от союзников-поляков держались стойко, их все же обратили в бегство. Шведская кавалерия бежала к Познани, бросив на поле брани (в который уже раз) свою пехоту. Той были умело отрезаны пути спасительного бегства, и она вся или полегла на поле брани, или бросила оружие, сдаваясь в плен.
В Калишском сражении был эпизод, когда генерал-поручик А.Д. Меншиков в разгар рукопашного боя бросился в самую гущу схватки и получил ранение. В целом он в тот срадный ратный день показал себя блестящим полководцем русской кавалерии, которая могла умело действовать и в конном, и в пешем строю. На то драгуны и были конными солдатами, иначе говоря – ездящей пехотой.
Потери шведского корпуса только убитыми исчислялись в пять тысяч человек. Генерал Мардефельд с 142 королевскими офицерами и 2456 шведскими солдатами попал в плен. В это число входят и те королевские люди, которые попали в плен при преследовании, атаке вражеского обоза и в самом городе Калише. Среди пленных оказалось 493 наемника-француза на службе короля Швеции. Об этом факте в исторической литературе обычно почему-то не упоминается.