а пригородных редутах и крепостных стенах Смоленска корпус Раевского в ночь на 17 августа был сменён 6-м корпусом генерала от инфантерии Дохтурова, которому на усиление была подчинена 27-я дивизия Неверовского, накануне отличившаяся в ретираде из Красного. Также для защиты города были отряжены 3-я пехотная дивизия Коновницына и кавалерийская дивизия Уварова. Первый эшелон русских занимал земляные валы и редуты, расположенные перед городскими стенами, и оборонял мост через Днепр. Второй эшелон закрепился на крепостных стенах старого города. Резерв размещался в Смоленске. Наполеон ожидал выхода за пределы города всей объединенной русской армии для генерального сражения, но пока французский император пребывал в тумане своих иллюзий Барклай Де Толли уже начал отводить основные силы войск на восток.
Штурм города французы начали с большой задержкой, лишь к часу пополудни. Наполеон, следуя своей привычке, приказал выдвинуть артиллерийские батареи на правый берег Днепра и открыть ураганный огонь по неприятелю, что и было сделано. Городские стены выдержали этот удар, но земляные укрепления сильно пострадали. Западные окраины города охватил пожар. Русская пехота первого эшелона вынуждена была податься назад. После мощного обстрела неприятеля Наполеон бросил на приступ корпуса Даву и Понятовского. Русские встретили их картечью и беглым фузейным огнем. Французы понесли чувствительные потери.
Обороняющиеся периодически переходили в контратаки. В штыковом бою русская пехота была традиционно сильна. Однако численное превосходство противника вынудило русских уйти за крепостные стены. В целом обстановка становилась критичной. На поддержку Дохтурова подошла 4-я дивизия принца Вюртембергского. Егерский полк этого соединения сумел прицельным огнем остановить натиск французов, а кавалеристы Уварова дерзкой вылазкой отбросили передовые части противника назад. Наполеон, видя бесперспективность штурма, остановил свои войска и отвел их на безопасное расстояние от городских стен. Тем временем к Смоленску прибыла французская тяжелая, артиллерия. Осадные батареи незамедлительно были развернуты на огневых позициях, началась ураганная бомбардировка города. Вслед за мощным обстрелом, французы вновь пошли на штурм.
Наступившая ночь не остановила сражение, на стенах шли штыковые бои. Противники, опьяневшие от крови, рубили саблями, кололи штыками, поражали огнем из фузей и пистолетов в упор друг друга, не зная пощады и страха. Число погибших с обеих сторон измерялось тысячами. Уже поздней ночью наступившего 18-го числа Дохтуров получил позволение начать отход из Смоленска. Прикрывал отступление его войск арьергард под командование молодого генерал-майора Тучкова 3-го, которому пришлось сдерживать значительно превосходивший по силам французский корпус маршала Нея.