Утром следующего дня противник начал артиллерийский обстрел русских позиций, а около полудня перешел в атаку против их левого фланга. После упорного боя и частых контратак русским войскам удалось приостановить наступление пруссаков западнее Мюльберга. Салтыков, усилив войска центра, отразил в упорном бою атаки противника, нанеся ему большие потери.
Тогда Фридрих II ввел в сражение свой последний резерв – лучшую в то время в Западной Европе конницу генерала Зейдлица, но и она была разбита войсками под командованием графа Румянцева.
После этого Салтыков перешел в решительную контратаку, которая закончилась полным разгромом прусских войск. От 48-тысячной армии у Фридриха II осталось лишь 3 тысячи человек, а разбежавшиеся остатки прусских войск спаслись лишь потому, что их преследование не было доведено до конца австрийской и русской кавалерией.
За победу при Кунерсдорфе Салтыков был удостоен звания генерал-фельдмаршала и славы победителя непобедимого Фридриха II.
После своих двух побед он был убежден, что теперь очередь действовать против Фридриха II за Дауном и что русская армия не должна была выносить на своих плечах всю тяжесть войны.
11 августа в Губене состоялось свидание обоих главнокомандующих. Было решено оставаться на прежних позициях до взятия Франкфурта, а затем совместно двигаться в Верхнюю Силезию.
Однако действия прусских войск в тылу австрийской армии вынудили главнокомандующего Дауна двинуться за пруссаками в Саксонию. Оставив Салтыкову только 12 тысяч человек для помощи в осаде Глогау, хотя по договору осада должна была проводиться общими усилиями, Даун поставил Салтыкова в весьма трудное положение.
Этим воспользовался Фридрих II, а чтобы предупредить русские войска. У Глогау, он быстрым маршем двинулся вперед и 24 сентября достиг Одера раньше Салтыкова. Он был готов принять сражение со своей 20-тысячной армией против 50-тысячной союзной армии, но 12 сентября на русском военном совете Салтыков, принимая во внимание как неисполнение австрийцами своих обязательств по продовольствию русской армии, так и полный недостаток артиллерийских припасов, решил перевести всю армию на правый берег Одера.
