Союзная армия насчитывала ок. 85 тыс. человек (60-тысячная армия русских, 25-тысячная австрийская армия с 278 орудиями) под общим командованием генерала Кутузова. Общая численность французской армии, прибывшей вслед за Кутузовым в район Аустерлица, составляла до 200 тыс. человек, что фактически предопределяло исход генерального сражения. Однако на поле боя стояли войска численностью 73.5 тыс. человек. Демонстрацией превосходящих сил Наполеон опасался вспугнуть союзников. Кроме того, предвидя развитие событий, он считал, что и данных сил будет достаточно для победы.
Наполеон был осведомлен о том, что фактическое командование союзной армией принадлежит не Кутузову, а Александру, склонному принимать планы австрийских генералов. Начавшая наступление союзная армия попала в ловушку, которую осуществил Наполеон: Он угадал, что австрийское командование будет стремиться отрезать его от дороги к Вене и от Дуная, чтобы окружить или загнать к северу, в горы, и для этого предпримет широкое обходное движение левым крылом против правого фланга французской армии, при котором фронт союзной армии должен будет неминуемо растянуться. Наполеон сконцентрировал войска в центре, против Праценских высот, создавая у австрийского командования видимость возможности быстрого окружения своей армии, и одновременно изготовив свои войска для стремительного удара по центру союзников. Наступление французских войск на Праценские высоты началось в 9-м часу дня, когда левое крыло союзников, еще в сумерках начавшее фланговое движение, по мнению Наполеона, достаточно отдалилось от центра. Малочисленный центр русской армии, состоявший из одной Гвардии (3500 человек) оказывая героическое сопротивление французским войскам и обращая их контратаками в бегство, не имел другого выхода, как отступить под натиском главных сил французской армии (на Праценские высоты было направлено св. 50 тыс. человек). После занятия Праценских высот Наполеон направил удар главных сил на левое крыло союзников, которое оказалось охвачено с фронта и тыла. Только тогда командующий левым крылом союзников Буксгевден, увидев общую картину сражения, начал отступление. Часть его войск была отброшена к прудам и была вынуждена отступать по замерзшему льду. Наполеон, заметив это движение, приказал бить ядрами по льду. Впрочем, как показали позднейшие исследования французских историков, при этом отступлении потонуло в прудах и погибло от огня артиллерии от 800 до 1000 человек, огда как Наполеон в победном бюллетене говорил о 20 000 утонувших. Правое крыло союзной армии под командованием Багратиона, четко и хладнокровно управлявшего своими войсками, оказывая жесткое сопротивление, вынуждено было также отступить после того, как Наполеон направил против него в помощь своему левому крылу и кавалерию Мюрата. Императоры Александр и Франц бежали с поля боя ещё задолго до окончания сражения. Александр дрожал и плакал, потеряв самообладание. Его бегство продолжалось и в следующие дни. Раненый Кутузов едва спасся от плена.