為了偵探俄軍的實力，拿破侖派他的侍衛長薩瓦裏打著休戰旗來到奧爾莫茨，向沙皇亞曆山大遞交了一封偽善的國書。通過薩瓦裏的此次出行，拿破侖清晰地掌握了俄奧聯軍的意圖。
接著，拿破侖便開始為決戰而進行最後的準備了。貝爾納多特的第一軍和達武的第三軍也分別被拿破侖召回。到11月30日，法軍已在布爾諾集結了6.5萬人；而與之對抗的俄奧聯軍則達8.2萬人。此時，沙皇亞曆山大一世也率領一支從俄國本土開來的俄軍趕到奧爾莫茨，準備與奧皇弗朗西斯二世一起帶領聯軍與法軍對抗。
此時，拿破侖率領的法軍正向奧爾莫茨進發。法蘭西皇帝拿破侖沒想到，一場世界軍事史上的名戰——“三皇會戰”即將打響了。
（四）
1805年12月1日，拿破侖將全軍沿著一條名叫戈爾德巴赫的沼澤小河右岸向東展開。該陣地距離布爾諾以東6英裏，處於布爾諾與奧斯特裏茨村中間。隨後，拿破侖向全軍發布公告：
“將士們，你們麵前的俄軍正準備替在烏爾姆戰敗的奧軍複仇。這是一支被我們打得落花流水的部隊，現在卻跑到這裏來了。我們已經占領了堅強的陣地，敵軍妄想攻擊我軍右翼，但這樣一來，他們勢必將其側翼暴露在我們的眼前。我們必將以勝利結束這場戰鬥，這樣，我們就能住進冬季營房，並將得到國內新建軍團的增援。到那時，我們致力贏得的和平就將無愧於人民，無愧於你們和我本人了！”
12月1日夜裏，拿破侖沿著前線巡視野營部隊。他發現敵軍的營火集中在普拉岑高地的後麵和利塔瓦河穀。這進一步證實了他的預測：敵人試圖迂回攻擊法軍右翼。而當他從士兵行列中穿過時，用鋪草做成的火炬點燃為他照路，“皇帝萬歲！”的歡呼聲響徹河穀。對法軍的這些舉動，俄奧聯軍竟然認為是法軍為掩護退卻而采取的一種欺騙行為。
12月2日淩晨，奧俄聯軍開始離開高地，向看似力量薄弱的法軍右翼移動，並分為6個縱隊開始進攻，北麵兩個縱隊由巴格拉吉昂和李赫特爾斯登指揮，他們橫越奧斯特裏茨大道攻擊由拉納和貝爾納多特防守的北段，君士坦丁堡大公指揮的俄軍近衛軍則作為預備隊跟在兩支俄軍後麵。中央方麵，由科洛華特指揮奧軍2.5萬人攻擊在克貝尼茨的蘇爾特軍。聯軍主力在普拉岑高地以南，承擔這一任務的3個縱隊共約3.3 萬人，由俄軍將領布霍夫登指揮，負責進攻戈爾德巴赫河畔的蘇爾特軍，並攻占索科爾尼茲和狄爾尼茲。
在開始發起進攻時，俄奧聯軍因數量的優勢，作戰取得了一定進展。但在普拉岑高地的庫圖佐夫此時本應留在高地控製全局，他卻率軍去進攻法軍的中段防線去了。這就給拿破侖造成了一個絕佳的機會。
上午7點半左右，拿破侖發現普拉岑高地已無人據守，他馬上命令蘇爾特率領兩個師去奪取這個製高地，結果法軍完全成功，幾乎未遇到一點抵抗。這樣，拿破侖輕而易舉地占據了這個極重要的高地，使俄奧聯軍的兩翼由此被割斷。
隨後，拿破侖下令：整個左翼部隊向聯軍發起全線進攻，巴格拉吉昂和李赫特爾斯登在激戰中潰敗；科洛華特的縱隊也遭到法軍側擊，潰不成軍；聯軍的中央縱隊也被逐退；布霍夫登的3個縱隊則受到蘇爾特和達武的雙麵夾擊，進退不得。
至此，俄奧聯軍徹底失敗，1.5萬人當了俘虜，傷亡人數達1.2萬餘人，另有133門火炮被法軍繳獲。
12月3日清晨，奧地利皇帝弗朗西斯二世向拿破侖請求休戰，拿破侖要求俄軍馬上撤至波蘭才答應議和。
12月5日，俄軍開始撤退。次日，法奧簽訂停戰協議。12月27日，法奧雙方正式簽訂《普萊斯堡和約》，第三次反法同盟宣告失敗。
奧斯特裏茨之戰是拿破侖一生中取得最為輝煌的一次軍事勝利，這次戰役的勝利之日，也恰巧是拿破侖加冕為法蘭西皇帝一周年的紀念日。由於這次戰役中有3個皇帝直接指揮參戰，因而也被人們稱為“三皇會戰”。自然，拿破侖在軍事、政治兩方麵的才能都遠遠淩駕於奧俄二皇之上。而且這次勝利還使他贏得了“歐洲第一名將”的巨大聲譽，拿破侖帝國也也從此開始進入全盛日期。