Les défaites de ses subordonnés ainsi que la défection de ses alliés saxons et bavarois incitent Napoléon à concentrer ses forces à Leipzig. Les trois armées alliées, convergent alors vers lui pour en finir, profitant de leur supériorité numérique.

La bataille s’ouvre au sud de la ville, près du village de Wachau, le 16 octobre. Les Russes et les Prussiens prennent les premiers l’offensive. Napoléon concentre ses forces (5 corps, la cavalerie et la garde) contre eux tandis que le corps de Marmont couvre le nord de Leipzig face à l’armée de Blücher et que celui de Bertrand protège les lignes de communication vers l’ouest.

Les alliés se forment en cinq colonnes : trois foncent sur Wachau et deux autres tentent de tourner le flanc droit français appuyé sur la rivière Pleiss. Au centre, les corps de Victor et de Poniatowski (polonais) mènent un combat acharnés et les villages de Markkleeberg et Wachau changent plusieurs fois de mains. Sur les ailes, le dispositif français tient également.

Napoléon décide alors de contre-attaquer le centre ennemi. Il engage deux divisions de la jeune garde entre les corps de Victor et de Lauriston. Elles sont soutenues par une grande batterie d’environ 80 pièces de la garde. Elles sont stoppées par les réserves alliées. Il lance alors sa réserve de cavalerie (12.000 cavaliers) qui manque de peu d’emporter la décision. L’empereur choisit alors d’engager la garde (10.000 hommes) son unique réserve. Mais la prise de Dölitz sur ses arrières, par les Autrichiens qui viennent de l’ouest, l’oblige à changer ses plans. La garde reprend le village et rétablit la situation, mais l’offensive vers le sud reste bloquée.

La chance de Napoléon est passée. Toutes les armées alliées sont désormais au contact. La Grande Armée est lentement repoussée dans Leipzig mais garde encore sa cohésion. Néanmoins, la défection du corps saxon et le manque de munitions incitent Napoléon à se retirer pendant qu’il en est encore temps.

La destruction prématurée du pont sur la rivière Elster s’avère catastrophiques car de nombreuses troupes sont encore sur l’autre rive. Elle alourdit terriblement les pertes françaises, jusqu’alors nettement inférieures à celles des alliés. Par ailleurs, un grand nombre de canons et de chariots sont ainsi perdus.