Рано утро 7 сентября 1631 года сошлись неприятельские армии. Не успев уничтожить саксонскую армию до её соединения со шведами, Тилли решил ждать спешившие к нему вспомогательные войска; он разбил под Лейпцигом хорошо укреплённый, выгодно расположенный лагерь и надеялся, что никто не сможет заставить его принять там бой. Однако энергичные настояния Паппенгейма заставили его при наступлении неприятельских войск переменить свою диспозицию и двинуться влево, к холмам, тянувшимся от деревни Варен до Линденталя. У подножия этих высот его армия выстроилась в одну линию; его артиллерия, расположенная по холмам, могла обстреливать всю Брейтенфельдскую равнину. Оттуда приближалась построенная в две колонны шведско-саксонская армия, которой предстояло у Подельвица — села, расположенного пред фронтом Тилли, — перейти Лобер. С целью затруднить ей переход через этот ручей сюда был отправлен Паппенгейм с двумя тысячами кирасир, но лишь после долгого сопротивления Тилли и со строгим приказом ни в коем случае не вступать в бой. Несмотря на это запрещение, Паппенгейм завязал стычку с шведским авангардом, но вскоре вынужден был отступить. Чтобы удержать неприятеля, он зажёг Подельвиц, что, однако, не помешало обеим армиям продолжать наступление и выстроиться в боевом порядке.
Справа расположились шведы, построенные в две линии, посредине пехота в небольших батальонах, весьма подвижных и поэтому способных быстро маневрировать без нарушения порядка; на флангах — кавалерия, разделённая таким же образом на небольшие эскадроны вперемежку с многочисленными мелкими отрядами мушкетёров, которые маскировали её малочисленность и должны были обстреливать неприятельскую конницу. Центром командовал полковник Тейфель, левым флангом — Густав Горн, правым — сам король, имея против себя графа Паппенгейма.
Саксонцы, по требованию Густава, были отделены от шведов широким промежутком, вполне оправданным исходом сражения. Боевую диспозицию составил сам курфюрст вместе со своим фельдмаршалом; король удовлетворился согласием на неё. Он как будто тщательно старался обособить шведскую доблесть от саксонской, и счастье не смешало их.
К вечеру неприятельские войска растянулись на западных высотах необозримой линией; их было вполне достаточно для того, чтобы окружить шведскую армию; пехота разделена была на большие батальоны, конница — на столь же большие, неповоротливые эскадроны. Орудия неприятельского войска были расположены за ним на высотах; таким образом, оно было выстроено под своими же снарядами, перелетавшими через него. Из такого положения артиллерии, — если вообще можно доверять этому сообщению, — явствовало, что Тилли скорее намерен дожидаться врага, нежели наступать, ибо расположение императорских войск не давало им возможности ворваться в ряды неприятеля, не становясь вместе с тем жертвой своих собственных пушек. Тилли командовал центром, Паппенгейм — левым флангом, граф фон Фюрстенберг — правым. Численность всех войск императора и лиги не превышала в этот день тридцати четырёх — тридцати пяти тысяч человек; приблизительно столько же человек насчитывалось и в соединённой шведско-саксонской армии.
Но если бы их стояли друг против друга миллионы, этот день не мог бы быть более кровавым, более значительным, более решающим. Ради этого дня Густав-Адольф переправился через Балтийское море и, подвергаясь опасностям в далёкой стране, вручил изменчивому счастью свою жизнь и свою державу. Два величайших полководца своего времени, оба до сих пор непобедимые, подвергались последнему испытанию в сражении, которого так долго избегали; один из них неминуемо должен был расстаться на поле брани со своей славой. В страхе и трепете ждут обе половины Германии наступления рокового дня; с содроганием ждёт весь мир его исхода, и отдалённое потомство будет его благословлять — или проклинать.
Решимость, никогда не оставлявшая графа Тилли, покинула его в этот день. У него не было ни твёрдого решения вступить в бой с королём, ни непоколебимой решимости избегнуть сражения. Паппенгейм увлёк его против его воли. Неведомые до сих пор сомнения бушевали в его груди, чёрное предчувствие омрачало его обычно ясное чело. Словно дух Магдебурга витал над ним.
Двухчасовая канонада открыла сражение. Со свежевспаханных пересохших полей западный ветер гнал в лицо шведам густые облака пыли и порохового дыма. Это заставило короля незаметно передвинуться к северу, и быстрота, с которой этот маневр был произведён, не дала неприятелю помешать ему.
Наконец, Тилли решился покинуть свои холмы и двинуться на шведов, но, отбитый их яростным огнём, подался вправо и атаковал саксонцев с такой яростью, что их воинские части расстроились и смятение охватило всё войско. Сам курфюрст опомнился лишь в Эйленбурге. Немногие полки ещё некоторое время стойко держались на поле битвы и своим мужественным сопротивлением спасли честь саксонцев. Но едва только они дрогнули, как хорваты приступили к грабежу, и уже были отправлены в Мюнхен и Вену гонцы с вестью о победе.