После поражения в битве под Малоярославцем – 12 октября 1812 года, Наполеон вынужден был отступать по Смоленской дороге, поскольку путь к южным не тронутым войной российским губерниям ему был отрезан армией Кутузова. Несмотря на ретираду Великая Французская армия была все еще очень сильна. Наполеон располагал 250-тысячным войском, правда растянутым от подступов к Вязьме до Бреста.
Главные силы Наполеона продвигались в следующем порядке: в авангарде - Понятовский и Мюрат с кавалерией, в голове колонны Старая и Молодая гвардия, а за ней 3-й, 8-й, 4-й корпуса Нея, Жюно и Евгения Богарне. Функции арьергарда были возложены на корпус Даву, к тому времени сохранивший высокую боеспособность. Боковых походных охранений не было, из-за недостатка конницы.
К 1 ноября (здесь и далее даты приводятся по новому стилю) главные силы Наполеона находились на пути к Смоленску, гвардия и корпус Жюно вошли в Семлево, корпуса Понятовского и Богарне находились близ Федоровского, корпус Даву приближался к Цареву-Займищу, а Нея с его войсками император оставил в Вязьме.
У Кутузова было около 110 тыс. сабель и штыков, у Витгенштейна – в пределах 40 тыс., в армии Чичагова около 35 тыс., у Остен-Сакен и Эртель до 45 тыс. сабель и штыков. Главные силы Кутузова двигались южнее французов, а между ними находился авангард Милорадовича (около 17 тыс. сабель и штыков). Фактически Вяземское сражение началось еще 2 ноября. В этот же день авангард Милорадовича вел стычки с превосходящими силами противника. Он пытался отрезать корпус Даву.
Кутузов выслал ему на подкрепление две кирасирские дивизии, тульский казачий полк и две гвардейские конные батареи. Одновременно казачий корпус атамана Платова, усиленный 26-й пехотной дивизией (3 тыс. казаков и 4 тыс. пехоты) подпирал Даву с тыла. Основные события произошли на следующий день.
Ранним утром 3 ноября Милорадович развернул вдоль Старой Смоленской дороги два кавалерийских корпуса (Корфа и Васильчикова), 5 казачьих полков и три конные батареи. Первыми в атаку пошли Киевский и Ахтырский гусарские полки, им удалось отрезать бригаду Нагеля от основных сил французского арьергарда и изрубить ее в куски. Немногим посчастливилось тогда выжить. Тем временем драгуны вышли на Старую Смоленскую дорогу и закрыли путь на запад корпусу Даву, который, по сути, оказался в окружении. Платов надавил на французов с восточной страны. Даву велел своей пехоте построиться в каре и предпринял попытку пробиться из западни. К этому моменту на поле боя подоспела русская пехота. С севера на французов обрушилась 17-я дивизия Олсуфьева, с юга 26-я пехотная дивизия Паскевича. Ситуация для французского авангарда складывалась не лучшим образом, ему грозил полный разгром.
Наполеон выслал на подмогу Даву, корпуса Евгения Богарне (12 тыс. сабель и штыков) и Понятовского (3,5 тыс. сабель). На сей раз авангард Милорадовича оказался в критической ситуации, ему пришлось отбиваться сразу от трех французских корпусов. Спасала русская артиллерия, канонада звучала без умолку, стволы пушек были раскалены. К полю боя подошел Ней со своими войсками (6 тыс. штыков и сабель). Против него Милорадович выдвинул пехоту.
Сражение постепенно стало смещаться в сторону Вязьмы, сюда были оттеснены корпуса Богарне и Понятовского. Затем к Вязьме отступил и Даву. Нею пришлось туго, у него на пути встал Уваров со своим корпусом. По результату первой части сражения французы сосредоточили под Вязьмой около 37 тыс. сабель и штыков. На военном совете Евгений Богарне, Ней, Даву, и Понятовский решили оборонять город. Но воплотить свои планы в жизнь не смогли. Они развернули свои силы в линейный порядок, артиллерию разместили на высотах, но наступательный порыв русских уже ничто остановить не смогло.
Милорадович навалился на французов с фронта. Платов зашел и ударил супостату в левый фланг, Уваров – в правый. К четырем вечера бои уже шли в городе. Не имея возможности удержать Вязьму французы оставили ее и отступили в направлении Дорогобужа. Русская конница начала преследование неприятеля. Бой продолжался до полной темноты.
Согласно реляции Кутузова императору Александру I, - русская армия потеряла в этом сражении 800 солдат убитыми и до тысячи ранеными. Урон неприятеля составил: до 7 тыс. только убитыми и более 2 тыс. пленными. А главное – боевой дух Великой Французской армии был полностью сломлен. После этого сражения Ней писал Бертье: «Только одна итальянская королевская гвардия шла ещё в должном порядке, остальные упали духом и изнеможены от усталости. Масса людей бредёт в одиночку в страшном беспорядке и большей частью без оружия».