Для всех противников Франции сухопутная кампания шла не лучшим образом. Наполеон решил уничтожить австрийскую армию, прежде чем русские, выступившие из Польши, успеют прийти своим союзникам на помощь. С 200-тысячной армией Бонапарт совершил марш-бросок от Рейна к Дунаю, где окружил австрийские войска, которые 20 октября 1805 года сдались в битве под Ульмом. Французская Великая армия вновь продемонстрировала большую сноровку и расторопность, когда Наполеон повел ее через долину Дуная, готовясь к захвату Вены. Его «великий поворот», в ходе которого войска внезапно двинулись с Рейна на Дунай, был одним из самых выдающихся военных маневров того времени.
Победу Франции на суше, по крайней мере в глазах англичан, затмили новости с моря. В конце сентября Нельсон на корабле «Победа» (Victory) присоединился к британскому флоту у испанского порта Кадис. Его воодушевление и возбуждение заставили некоторых офицеров прослезиться. Он желал «не просто победы, но полного уничтожения врага». Нельсон планировал выманить французов из Кадиса в сторону Гибралтара, к острым скалам мыса Трафальгар на востоке. 21 октября, раздавая последние приказы, он произнес знаменитую фразу: «Англия ждет, что каждый исполнит свой долг». Перед тем как был открыт огонь, он отдал еще один приказ: «Сокращайте дистанцию с противником!» Французские корабли выстроились свободно в форме полумесяца, выгнутого вправо в сторону материка, англичане шли в две колонны – адмирал Нельсон на «Победе» слева, контр-адмирал Катберт Коллингвуд на «Ройял Соверене» (Royal Sovereign) справа. Место морской баталии заволокло густым дымом, однако англичане, двигаясь на французов под прямым углом, смогли разорвать строй противника.
Один за другим все французские корабли сдались, однако англичане тоже понесли потери. Самого Нельсона настигла шальная пуля, и, смертельно раненный, он рухнул на палубу. Говорят, что в ту минуту он произнес: «Ну вот добрались и до меня». Нельсон прожил еще два часа, до трех пополудни, а к пяти часам битва завершилась взрывом французского корабля «Ахилл» (Achille). Отточенная выучка британских моряков и дальновидность их командиров обеспечили победу Королевского флота в Трафальгарской битве.
Из 33 кораблей франко-испанской флотилии 17 были захвачены или потоплены. Британцы не потеряли ни одного судна. Победа утвердила превосходство Британии на море, и с тех пор все разговоры о возможном вторжении Франции прекратились. На банкете у лорд-мэра, состоявшемся в следующем месяце, гости поднимали тосты за Уильяма Питта, называя его «спасителем Европы», на что он довольно скромно заметил: «Я сердечно благодарю вас за столь высокую честь, однако Европу спас не отдельно взятый человек. Англия теперь спасена благодаря собственным стараниям, и я верю, она спасет Европу, вдохновив ее своим примером».
Победа при Трафальгаре навсегда запечатлелась в национальной памяти и триумфально вошла в историю военно-морского дела. Наполеон, находившийся в самом сердце Европы, не сразу узнал о поражении; получив известия, он, по свидетельствам очевидцев, вскочил из-за стола и воскликнул: «Я не могу быть везде!» Как бы то ни было, он готовился нанести решающий удар по русской и австрийской армиям. 13 ноября он вошел в Вену, где принялся за реорганизацию дел эрцгерцогства, однако к концу месяца Бонапарт уже шел в наступление против объединенных сил противника. Быстро перебросив войска, он встретился с врагом лицом к лицу 2 декабря 1805 года между городами Брно и Аустерлиц, где, умело маневрируя, сумел разделить союзную армию на две части. «Один точный удар, – говорил он, – и война окончена». Изображенная Наполеоном нерешительность сподвигла противника пойти в контратаку, и тут Бонапарт бросил в бой подкрепления, которые до сих пор скрывались в густом тумане. Кавалерия общей численностью 10 000 человек совершила несколько атак – и победа Франции была обеспечена.
Это сражение получило название «битва трех императоров», причем двое из них – царь Александр I и последний император Римской империи Франц II – покидали поле боя в смятении и замешательстве. Их армии обратились в бегство. Очевидец вспоминал: «Под конец уже не было ни полков, ни корпусов, лишь беспорядочные банды мародеров». В битве под Аустерлицем австрийцы и русские потеряли около 26 000 человек, французы – порядка 7000. Александр согласился отозвать войска, а Франц был вынужден принять унизительные условия мирного договора. Наполеон стал владыкой Европы.
Говорили, что известия об Аустерлицком сражении фактически убили Питта. Долгие дни и недели он ходил с так называемым «лицом Аустерлица», выражавшим глубокую печаль. Как-то лорд Окленд из партии вигов сказал, что от исхода этого сражения «зависело не только благополучие, но и существование Британской империи». Радость по случаю победы у Трафальгара оказалась преждевременной.