Густав Адольф, узнав о разделении войск противника, решил немедленно перейти в наступление и двинулся к Вейсенфельду. Заметив приближение шведов, Коллередо подал условный сигнал. Валленштейн приказал войскам спешно сосредоточиться у Лютцена, а Паппенгейму — срочно возвращаться.
В результате шведская армия под Лютценом насчитывала 18,5 тысяч человек, а имперская армия — 18 тысяч. (Советская военная энциклопедия. М., 1978. Т.4. С. 58.) Шведы имели 60 орудий, а имперцы — 21 тяжелое орудие. (Разин Е. Л. История военного искусства. М., 1993. Т.З. С. 420.)
К утру 16 ноября 1632 года шведская армия построила следующий боевой порядок: правое крыло во главе с королем Густавом Адольфом и Г. Горном состояло из 12 эскадронов, построенных в две линии с мушкетерами в интервалах; центр, где в первой линии командовал П. Браге, а во второй — Книпгаузен; левое крыло также состояло из двух линий, здесь командовал герцог Бернгард Веймарский. При каждой пехотной бригаде было по пять больших орудий, а 45 легких орудий располагались по крыльям боевого порядка.
Имперские войска заняли позицию вдоль Лейпцигской дороги. Правое крыло, которым командовал Р. Коллередо, состояло из 5 эскадронов конницы с мушкетерами в интервалах и одной терции пехоты (16 рот). В центре находилась испанская бригада из 4 терций (батальонов) пехоты (79 рот). На левом крыле находились 6 больших эскадронов с кроатами и драгунами, ими командовал И. Изолани. Конница обоих крыльев была выстроена в две линии. В боевом порядке имперцев были оставлены места для авангарда (6 тысяч человек) и отряда Паппенгейма (4 тысячи человек), который смог прибыть только к концу боя.
Поле сражения представляло собой идеальную равнину протяженностью около 2,5 километров между двумя ручьями.
Имперские мушкетеры заняли мельницу у Лютцена и канавы вдоль Лейпцигской дороги. Валленштейн поставил на правом фланге у Лютц на 14 орудий и 7 орудий у Лейпцигской дороги в центре. (Михневич Ш История военного искусства с древнейших времен до начала 19 века)
Рано утром 16 ноября 1632 года начала стрелять шведская артилерия. Это была артиллерийская подготовка, которая должна бы; обеспечить успех атаки шведских войск. Несмотря на то, что поле боя покрывал густой туман, шведы начали наступление. Им удалось потеснить передовые части Коллередо и Изолани. Коллередо отогнали к Лютцену, а Изолани — к Мейхену и Шкельзигерскому лесу.
По приказу Валленштейна Лютцен был подожжен, поэтому левое крыло шведов, подойдя к городу, попало под сильный огонь 14-орудийной батареи имперцев.
В 11 часов 30 минут утра туман на короткий срок рассеялся, и противники оказались на расстоянии в 600–700 метров друг от друга. Этим воспользовалась имперская батарея в центре и открыла огонь. Несмотря на это, Густав Адольф дал приказ к атаке. Первая линия правого крыла двинулась вперед и перешла через придорожную канаву, но конница имперцев отбросила шведов. Сам король во главе конницы правого крыла двинулся через ручей Флосгратен против кавалерии левого крыла Валленштейна, а Бернгард Веймарский должен был с левым крылом обрушиться на правое крыло имперцев. Это была широкомасштабная наступательная операция всей армии одновременно.
Однако левому крылу шведов пришлось обходить горящий Лютцен, поэтому оно немного отстало. На правом крыле Густав Адольф стремительно атаковал кроатов Изолани и после упорного боя опрокинул их, вынудив к бегству по дороге на Лейпциг. В то же самое время в центре шведская пехота перешла через Лейпцигскую дорогу, выбила изо рва имперских мушкетеров и овладела 7-орудийной батареей противника, повернув ее пушки на самих имперцев.
Валленштейн, видя расстройство своего центра, бросил против правого фланга шведов несколько батальонов из второй линии, а против их левого фланга — 3 полка кирасир. Кирасиры вызвали замешательство в ослабленных боем бригадах генерала Браге и отбросили их, причем шведы потеряли захваченную ими 7-орудийную батарею. Но шведская артиллерия сильным огнем остановила дальнейшее наступление имперцев.
Густав Адольф, получив известие о неудаче пехоты своего центра, оставил на правом крыле Г. Горна и бросился со Смоландским кирасирским полком на помощь отступавшим шведским бригадам. Король торопил Смоландский полк и, чтобы показать пример, ускакал первым к дороге. В это время подполковник, командовавший вместо раненого командира полка, замешкался, в результате Густав Адольф оказался под самыми дулами имперских мушкетеров. Рядом с королем был только герцог Франц-Альберт Саксен-Лауенбургский и небольшая свита. Наконец полк перескочил через ров и дорогу и начал строиться под огнем. Густав Адольф был впереди, но вдруг неприятельская пуля раздробила ему руку. «Ничего, за мной!» — воскликнул король и бросился вперед, а Смоландский полк — за ним. Страдая от раны, но, не желая тревожить войска, Густав Адольф попросил герцога отвезти его назад, но, когда он для этого обернулся, вторая пуля ранила его в спину навылет. Герцог Саксен-Лауенбургский перетащил короля на свою лошадь, чтобы увезти с поля боя. В это время четыре неприятельских кирасира подскочили к герцогу и замахнулись палашами, герцог отбился от них и ускакал, потеряв при этом короля, который был, видимо, добит неприятельскими солдатами. Только ночью тело короля было найдено шведами. (Голицын Н. С. Великие полководцы истории. СГ 1875. С. 69–70.)
В то время, когда Густав Адольф был ранен, шведская пехота внезапно атаковала имперский центр и вторично овладела батареей, вновь обратив ее пушки против центра имперцев.
Узнав о гибели короля, Бернгард Веймарский сдал командование левым крылом Браге и поскакал к центру. Он воодушевил шведов, привлек свежие бригады второй линии и в 2 часа дня двинулся в общую атаку, выдвинув при этом вторую линию пехоты, еще не вступавшую в бой, так как ее начальник Книпгаузен считал, что задача второй линии — прикрывать отступление армии. В результате этой атаки шведы опрокинули центр и оба фланга противника и захватили всю имперскую артиллерию. Окруженные с флангов имперские войска дрогнули и стали отступать. Конница была отброшена к северу, а пехота отступила за Гальгенберг, где взлетели на воздух зарядные ядра артиллерии имперцев.
В 3 часа дня Бернгард считал, что уже одержал победу, как вдруг на правом крыле бой разгорелся с новой силой. Это прибыл 4-тысячный отряд Паппенгейма, который сходу атаковал и опрокинул правое крыло шведов, отбив при этом у них имперскую артиллерию. После отчаянного сопротивления шведы были оттеснены за рвы.
В 4 часа дня выглянуло солнце и рассеяло туман, упавший на поле боя в три часа. Бернгард увидел опасное положение своего правого крыла, поспешил на выручку и атаковал Паппенгейма, который бы, при этом смертельно ранен, что произвело удручающее впечатление на всю имперскую армию. Она в беспорядке начала отступать. Тогда Бернгард перешел в общее наступление. Шведы в третий раз перешли через рвы и вновь овладели артиллерией имперцев. Ожесточенный бой прекратился только с наступлением темноты. Обе стороны считали себя победителями, но Валленштейн отступил к Лейпцигу, а затем — и Богемию, где расположил свои войска на зимние квартиры. Валленштейн был обвинен императором в заговоре и в 1634 году по заданию императора убит группой офицеров.
В битве при Лютцене имперцы потеряли около 6 тысяч человек, шведы — около 3 тысяч, причем потери шведских бригад первой лишь доходили до половины их состава. (Михневич Н. П. Указ, соч., с. 259.)
В этой битве шведские войска действовали более наступательно, умело взаимодействовали в бою, шведская конница поддерживала свою пехоту. Эффективно действовала и артиллерия шведов, внесшая свой вклад в победу при Лютцене.
Однако общее положение шведской армии после Лютцена значительно ухудшилось, так как она лишилась социально-политической опоры в Германии.
В 1632 году Россия начала войну против Польши, но, не получив от Густава Адольфа обещанной помощи и потерпев поражение под Смоленском, заключила с Польшей мир. Поэтому шведской армии пришлось срочно оттягивать часть войск к польской границе. В 1634 году шведская армия потерпела тяжелое поражение при Нердлингене в Южной Германии от объединенных имперских и испанских войск. Кроме того, курфюрст Саксонии отказался от союза со Швецией и заключил с императором Фердинандом II мир, к которому затем присоединились курфюрст Бранденбургский и другие протестантские князья. В этих условиях в войну против Габсбургов на территории Германии пришлось открыто вступить католической Франции.
Тридцатилетняя война закончилась в 1648 году подписанием Вестфальского мира. Швеция получила гавани на побережье Балтийского и Северного морей, а также остров Рюген и устье рек Одер и
