Русские войска в контратаку повел князь Багратион. Около флешей с неслыханным ожесточением начался страшный рукопашный бой, в котором истощались все усилия храбрости. Нельзя было разобрать, кто русский, кто француз. Перемешались пехота, конница, артиллерия. В пылу сражения бились штыками, прикладами, тесаками, банниками. Сражающиеся с трудом удерживались на телах убитых и раненых. Французы начали пятиться, и в этот момент были ранены Багратион и атаковавшие за ним Бороздин и Сен-При. Контратака русских захлебнулась. Французы усилили натиск и теперь попятились русские. Принявший командование Коновницын успел выстроить войска у Семеновского оврага под прикрытием заранее установленных там батарей. Пролом в русской линии обороны заняли гренадеры и гвардия — Измайловский, Литовский, Финляндский полки. Коновницын построил пехоту в несколько каре и за ним разместил кавалерию. Прибыл назначенный Кутузовым вместо Багратиона Дохтуров с приказом «держаться до тех пор, пока от меня не последует приказ к отступлению». Дохтуров объявил войскам Второй армии: «За нами Москва, за нами мать городов русских!» В этот момент Наполеон приказал Мюрату прорвать левый фланг русских и по старой Смоленской дороге зайти им в тыл. Кавалерийские корпуса Нансути и Латур-Мобура атаковали русских гвардейцев. Под прямым огнем артиллерии французы рвались вперед, напролом — шагом, рысью, галопом. Несясь во весь опор французы пробили фронт и окружили Измайловский и Литовский полки. Гвардейские каре начали стрелять залпами, кавалерия начала обстрел каре. В непрерывные атаки французов повели генералы Сен-Жермен и Валанс. Позднее русский офицер — участник сражения писал:
«Третья атака была также безуспешна, как и две первые. Если бы в русских рядах, хоть на самое короткое время водворялся беспорядок, или наши оробели, сражение было бы проиграно. Громады неприятельской кавалерии только и ждали поры броситься на нас всей своей тяжестью. В промежутки атак ядра и картечи сыпались на гвардейские полки, которые почитали нападения кавалерии настоящим отдыхом от выстрелов артиллерии. Истребляя наши ряды, неприятельский огонь не производил в них никакого беспорядка. Ряды смыкались с таким хладнокровием, как будто находились вне выстрелов. Командир Литовского полка Удом, выстрелил батальонным огнем, закричал ура, пошел на штыки и гнал неприятеля до ближней высоты».
В каре находились Дохтуров и Коновницын, вместе с гвардейцами «один перед другим являли рвение свое умереть, прежде чем уступить неприятелю». Из тысячи семисот воинов Литовского полка девятьсот пятьдесят были ранены и убиты. Общие потери русских были огромны. Французы прорвались к главному резерву Кутузова. Преображенский и Семеновский полки под барабанный бой без выстрелов атаковали кавалерию Мюрата только штыками. Такого никогда не бывало в прежних битвах. Несколькими атаками русские гвардейцы отбросили французов, понеся большие потери. Русские войска таяли и Наполеон приказал корпусу Богарне поддержать Мюрата.
