Осмотрев местность, Густав Адольф обратил внимание на то, что левый, шведский берег Леха значительно выше правого, неприятельского. Это могло дать важное преимущество для обстрела вражеских позиций.
Выбрав место, где река делала изгиб, король наметил позиции для трех артиллерийских батарей так, что они могли вести перекрестный огонь.
Под прикрытием- массированного артиллерийского огня, продолжавшегося два дня, шведы стали наводить переправу. Католические войска, придвинувшись к берегу, энергично отвечали, хотя и не могли справиться с более многочисленной и находившейся на более выгодных позициях артиллерией шведов. Чтобы предохранить свои войска и, особенно, тех, кто работал над сооружением моста, от излишних потерь, Густав Адольф велел разжечь на берегу и на прибрежных островах костры. Густой дым от подкладываемых веток и сырой соломы закрывал работающих от глаз неприятельских стрелков и артиллеристов.
15 апреля мост был закончен, и 300 финляндских пехотинцев-добровольцев, быстро перебежав по нему, создали небольшой плацдарм на вражеском берегу. Сюда же перетащили несколько легких пушек. Только после этого началась переправа основных сил, прикрываемая ожесточенной пальбой из пушек и мушкетов. Когда битва на католическом берегу Леха уже была в полном разгаре, шведским кавалеристам удалось обнаружить брод и форсировать реку еще в одном месте. Тилли поспешил на место боя и, приведя в порядок уже пришедшие в расстройство войска, лично повел их в контратаку. В последовавшем шестичасовом сражении шведский командир Врангель отразил все попытки сбросить его в воду. Тилли, как всегда находившийся на самых опасных участках, был тяжело ранен ядром в ногу. Был контужен в голову и его помощник Альдрингер.
Наступившая темнота заставила обе стороны, измученные многочасовым сражением, прервать бой, чтобы привести себя в порядок. Шведы, оправившиеся за ночь и приготовившиеся с утра возобновить схватку, обнаружили, что Максимилиан Баварский в темноте отвел католические войска в укрепленный лагерь, откуда в ту же ночь перешел в крепость Ингольштадт. Сюда перенесли и умирающего Тилли.
Густав Адольф, как уверяют, заявил, что будь он на месте баварцев, он ни в коем случае не покинул бы такую великолепную позицию, как река Лех. По-видимому, знаменитый полководец хитрил: все преимущества позиции на Лехе были утрачены католиками еще до начала отступления: шведы форсировали водный рубеж, надежда опрокинуть их контратакой не оправдалась, и продолжение боя могло принести имперцам и баварцам лишь полный разгром. Понятно поэтому разочарование шведского короля, прикрытое маской презрения, когда он увидел, что враг ушел недобитым, сохранив достаточно сил, чтобы поместить сильные гарнизоны в мощные южногерманские крепости: Ингольштадт (о которую вскоре разбились все атаки шведов) и Регенсбург, занятый баварцами по совету Тилли. Говорят, что предсмертными словами Тилли были: "Регенсбург! Регенсбург!"
