Под давлением общественного мнения Александр I назначил главнокомандующим Михаила Кутузова. Его задача состояла не только в том, чтобы остановить продвижение Наполеона, но и изгнать его из России. Кутузов также придерживался тактики отступления, однако армия и вся страна ждали решающего сражения. Позиция для генеральной битвы была найдена у села Бородино в 124 километрах от Москвы.
Русская армия подошла к Бородино 22 августа. Была выбрана позиция протяжённостью до 8 километров. С левого фланга поле прикрывал Утицкий лес, на правом, по берегу реки Колочи, возвели Масловские флеши. В центре построили укрепления, получившие название батареи Раевского. На левом фланге возвели Семеновские (Багратионовы) флеши. У деревни Шевардино начал строиться редут, но после ожесточённого боя 24 августа французы сумели им овладеть.
Правый фланг русских занимала 1-я Западная армия Барклая-де-Толли, левый — 2-я Западная армия Багратиона, Старую Смоленскую дорогу прикрывал корпус Тучкова. Русские войска были развёрнуты в форме буквы «Г», чтобы контролировать обе дороги на Москву. Наполеон решил нанести главный удар по левому флангу и ночью 26 августа (7 сентября) перевёл основные силы через реку Колочу.
Сражение началось в пять часов утра атакой на позицию у села Бородино. Главный удар Наполеон обрушил на армию Багратиона. Корпуса Даву, Нея, Мюрата и Жюно несколько раз атаковали Семеновские флеши. Французы неоднократно врывались на укрепления, но после контратак оставляли их. Лишь к девяти часам они окончательно овладели флешами, а Багратион был смертельно ранен.
После захвата флешей основная борьба развернулась за батарею Раевского. В 9 и 11 часов утра она подверглась двум атакам. Во время второй французам удалось овладеть высотой, но русские контратакой выбили их. В полдень Кутузов направил казаков Платова и кавалерию Уварова в тыл левого фланга Наполеона, что позволило отвлечь противника и задержать новый штурм. В два часа дня французы предприняли третью попытку и захватили батарею, но прорвать новый фронт обороны так и не смогли.
Французы достигли тактических успехов на всех направлениях, но прорвать оборону не удалось. Наполеон не рискнул бросить в бой свой последний резерв — Старую гвардию. Русские войска отошли примерно на 1 километр, но сохранили боеспособность. Потери сторон были огромными: русские потеряли около 58 тысяч человек из 112 тысяч, французы — более 50 тысяч из 130 тысяч.
Никто из противников не решил поставленных задач: Наполеон не разгромил русскую армию, Кутузов не защитил Москву. Однако Бородино принесло Наполеону горькое разочарование — исход битвы не напоминал ни Аустерлиц, ни Иену. Обескровленная французская армия не смогла преследовать противника. Сам Наполеон позже сказал: «Из всех моих сражений самое ужасное то, которое я дал под Москвой. Французы в нем показали себя достойными одержать победу. А русские стяжали славу быть непобеждёнными».