從早上到下午的大半天時間裏，聯軍縱隊都在向著萊比錫附近的新的法軍陣地推進。雖然聯軍的騎兵人數占絕對優勢，但是他們的偵察員沒有發現法國軍隊作了新的部署。午後，激烈的戰鬥打響了，聯軍縱隊在法軍頑強的抵抗下艱難推進。在林德瑙，伯特蘭軍的進攻擊潰了吉烏拉伊的部隊，打通了西路。拿破侖此時準備全線撤退，他希望自己的軍隊在逃往萊茵河之前能夠重創聯軍。不幸的是，這一次又證明布呂歇爾是個難敵的對手。
普魯士軍團從北麵和東北麵發起進攻。下午4點，讓－路易·雷尼爾將軍的第七軍的薩克森步兵團背叛投敵，危及了整支法軍側翼部隊的安全。而雷尼爾軍前去保護內伊的右翼，所以城北的法軍陣地完全無人鎮守，這樣聯軍就有機會攻打麥克唐納軍的左翼和中軍尾部。內伊反應敏捷，率領他手下的所有團進入薩克森軍留下的空隙。下午6點，盡管損失慘重，他還是設法穩住了陣線。阻止聯軍充分利用這個機會的責任落在了伯納多特的身上，他不願意讓手下的俄國人和瑞典人投入戰鬥，盡管這個戰區名義上由他指揮。
戰鬥進行了6個多小時之後，天色黑了下來，聯軍還沒有到達萊比錫城。拿破侖的運氣還不錯，但是他知道再過一天就不會這麼走運了。當天晚上，他命令各軍統一撤出萊比錫城，橫渡埃爾斯特河。工兵將炸藥放在橋上，並受命當軍隊渡河完畢後，立刻炸毀橋梁。10月18日，法軍帝國近衛軍開始向埃爾斯特河西岸進發。聯軍向城郊發起進攻，快到中午時到達城牆那裏。城門周圍的惡戰一直持續到下午1時，埃爾斯特河上的橋梁被過早地炸毀了。3萬多法軍和帝國部隊被困萊比錫。拿破侖統領的軍隊距城西很遠，無奈守城部隊隻能投降。
萊比錫戰役是反法同盟以慘重代價贏得的一次重大勝利。拿破侖軍隊的死傷和被俘人數為7萬，聯軍損失5．4萬人。聯軍在德意誌取得的戰略勝利是實施特拉岑伯格計劃的結果。雖然聯軍調整了他們的作戰計劃，但是在各國軍隊和軍團同步行動方麵，它們還是無法與法軍相比。在10月16日和18日這兩天，拿破侖和他的下屬們在戰場上調動軍團的傑出能力挽救了法軍。盡管如此，聯軍還是成功地將他們的軍隊聯合在一起，以占絕對優勢的人數取得了戰略上的勝利。
麵向19世紀
普魯士人或許最仔細地研究了聯軍戰略及其在萊比錫戰役中獲得的巨大成功。後來任普魯士和德意誌總參謀長的赫爾穆特·馮·毛奇（老毛奇，1800～1891年）從1813年的這場秋季戰役中得到了很多啟發。1823年，他進入普魯士軍事學院深造。從他對總參謀部體製的改革和他的戰略思想中均反映出他受到拿破侖戰爭的很大影響。總參謀部成為製定軍事部署的核心機構，毛奇實現了沙恩霍斯特的目標，將參謀與軍隊指揮官放在同等的地位上，甚至參謀的地位高於指揮官。老毛奇在普奧戰爭（1866年）中的軍事部署和指揮很容易讓人想起第六次反法同盟在德意誌獲勝的那場戰役。