Соперничающие армады встретились 21 октября 1805 года у мыса Трафальгар, на побережье Испании, недалеко от Кадиса. Вильнев со своего флагманского корабля Bucentaure подал сигнал своим кораблям выстроиться в одну линию с севера на юг, левыми бортами к наступающему противнику; корабли, плохо управляемые, едва успели завершить этот маневр, как оказались мишенью для британских сил, наступающих на северо-восток в двойной линии. В 11:35 Нельсон со своего флагманского корабля Victory передал по всему флоту знаменитый сигнал «Англия ожидает, что каждый человек выполнит свой долг». В 11:50 адмирал Коллингвуд, командовавший пятнадцатью кораблями, возглавил атаку, приказав своему флагманскому кораблю Royal Sovereign проплыть прямо через промежуток между первым и вторым военными кораблями адмирала Гравины, Santa Ana и Fougueux. Благодаря этому его люди получили возможность обстреливать оба испанских корабля с широких сторон, которые не могли вести ответный огонь — линкоры в то время проектировались с небольшим количеством или полным отсутствием орудий на носу и корме. У британских артиллеристов было дополнительное преимущество: они могли зажигать пушки с помощью флинтлоков (пистолетных замков с кремнем в затворе для высекания искры); этот способ был вдвое быстрее, чем французский способ зажигания пушек с помощью медленно действующих спичек, и стрельба могла быть лучше синхронизирована с креном корабля.19 Остальная часть эскадры Коллингвуда последовала его примеру, пробив линию противника, затем отклонилась и сосредоточила свою атаку на кораблях Гравины, где боевой дух был низким. На северном конце боевой линии французы храбро встретили ярость атаки Нельсона; некоторые из них, умирая, кричали «Vive l'Empereur!»; тем не менее, как и при Абукире, превосходство в подготовке и мастерстве британских экипажей, в мореходстве и артиллерии, принесло победу.
Но вопрос был решен, когда снайпер на топмачте «Редутабля» произвел смертельный выстрел в Нельсона. Адмирал не только, как обычно, выставил себя напоказ, но и удвоил свою опасность, отказавшись снять с груди почетные знаки, пожалованные ему Англией. Шар пробил ему грудь и раздробил позвоночник. Его верный помощник, капитан Томас Мастерман Харди, снес его в трюм, где доктор Битти подтвердил убеждение Нельсона, что ему осталось жить всего несколько часов. Он оставался в сознании еще четыре часа, достаточно долго, чтобы узнать, что его флот одержал полную победу, что девятнадцать кораблей противника сдались, и ни одного британского. Почти последними его словами были: «Позаботься о моей дорогой леди Гамильтон, Харди; позаботься о бедной леди Гамильтон». Затем: «Поцелуй меня, Харди. Теперь я удовлетворен. Слава Богу, я выполнил свой долг».20
Все корабли Нельсона, стоявшие на якоре по его предсмертному приказу, выдержали шторм, который он предвидел, и вовремя добрались до Англии, чтобы их экипажи смогли принять участие в национальном праздновании победы. Труп героя, погруженный в бренди, чтобы задержать разложение, был доставлен в бочке в Англию, где ему были устроены самые пышные похороны на памяти живых. Капитан Харди доставил леди Гамильтон прощальное письмо ее погибшего любовника. Она бережно хранила его как единственное утешение. В конце письма она написала:
По завещанию все его имущество и государственные награды отходили жене, за исключением дома в Мертоне, который остался за Эммой Гамильтон. Беспокоясь о том, чтобы это — и аннуитет от мужа — не обеспечило ей комфорт, он написал кодицил к своему завещанию в день битвы: «Я оставляю Эмму леди Гамильтон в наследство моему королю и стране, чтобы они предоставили ей достаточное обеспечение для поддержания ее положения в жизни»; а в предсмертные часы, как сообщает доктор Скотт, он просил, чтобы его страна позаботилась также о «моей дочери Горации».21 Король и страна проигнорировали эти просьбы. Эмма была арестована за долги в 1813 году, вскоре освобождена и бежала во Францию, спасаясь от кредиторов. Она умерла в нищете в Кале 20 января 1815 года.
Адмирал Гравина, оказав достойное сопротивление, бежал со своим флагманским кораблем в Испанию, но был так тяжело ранен, что умер через несколько месяцев. Вильнев не руководил мудро, но сражался храбро, подвергая себя такому же безрассудству, как и Нельсон; он сдал свой корабль только после того, как почти все его люди погибли. Его отвезли в Англию, освободили и отправили во Францию. Не желая встречаться с Наполеоном, он покончил с собой в гостинице в Ренне 22 апреля 1806 года. В своем последнем письме он извинялся перед женой за то, что бросил ее, и благодарил судьбу за то, что не оставил ни одного ребенка, «который был бы обременен моим именем».22