Общее сражение вскоре разделилось на ряд ожесточенных поединков, когда противники, сойдясь вплотную, поражали друг друга из пушек и ружей. Линия франко-испанского флота уже была разрезана в нескольких местах. Но несмотря на это, французский авангард все еще не торопился вступать в сражение, оправдываясь слабым ветром.
В два часа дня Вильнёв поднял сигнал: "Авангарду вступить в бой!" Но только через час корабли авангарда адмирала Дюмануара закончили поворот, но и после этого половина авангарда так и не пожелала прийти на помощь своим погибающим товарищам. Судьба сражения к этому времени была уже почти решена, и запоздалый подход Дюмануара с пятью линкорами уже не мог ничего изменить.
Стоящего рядом с Нельсоном офицера разорвало ядром с "Буцентавра". Вице-адмирала обдало еще горячей кровью. Нельсон вытер кровь платком и продолжал наблюдать за боем. Рушится такелаж, ядра рвут в куски матросов. Одно из них разносит вдребезги планширь, щепкой от него перебило пряжку на башмаке капитана Харди. Капитан и вице-адмирал молча посмотрели друг на друга.
— Такая горячая работа долго не продлится! — пожал плечами Нельсон.
Рядом с "Виктори" — флагман Вильнёва "Буцентавр". Французского командующего поддерживают "Редутабль" и "Нептун". Абордаж кажется неизбежным.
Вильнёв берет в руки императорский штандарт.
— Друзья мои! — кричит он своим матросам. — Я бросаю эту святыню на английский корабль. Мы возьмем его на абордаж или умрем!
Матросы дружно кричат "виват!".
Над "Буцентавром" взлетает сигнал: "Всякий несражающийся корабль находится не на своем месте и должен занять такую позицию, которая скорее введет его в дело!" Это последний из сигналов Вильнёва. Отныне каждый из дерущихся будет действовать по собственному усмотрению. Роль Вильнёва как командующего была окончена, теперь ему оставалось только доказать, что он первый из храбрейших. Наступала агония франко-испанского флота. Отдельные корабли все еще дрались с отчаянной храбростью, но это были уже разрозненные усилия.
В час пополудни флагман "Виктори" точным залпом поразил "Буцентавра". По мере того как английский флагман продвигался вперед, каждое из пятидесяти его орудий левого борта громило двойными и тройными залпами несчастного "Буцентавра".
Рядом с "Виктори" в этот момент находился французский "Редутабль", ведший ожесточенную пальбу из всех пушек. Капитан "Редутабля" решил любой ценой прикрыть своего избитого флагмана.
— Кажется, нам не избежать абордажа? — обратился к Нельсону капитан Харди.
— Сходитесь, с кем хотите, мне без разницы! — пожал плечами вице-адмирал.
Нельсон был раздосадован и не скрывал этого. В отличие от Коллингвуда ему не удалось прорвать неприятельскую линию, и теперь общий бой распадался на отдельные схватки, в которых успех обеспечивался не тактическими решениями командующего, а опытом капитанов и храбростью матросов.
Харди оценил сложившуюся ситуацию. С 84-пушечным "Буцентавром" и 135-пушечным испанским линкором "Сантиссима-Тринидад" сходиться было опасно. И Харди выбрал 74-пушечный "Редутабль". Расходясь с "Буцентавром", "Виктори" оказывается у него за кормой и разряжает свои пушки в корму французского линкора. Огненный смерч в одно мгновение выкашивает всю палубную команду, готовую ринуться на абордаж.
По "Виктори" ведет огонь "Нептун" и поражает носовую часть флагмана полновесным бортовым залпом. Однако Нельсон, не обращая на это внимания, упорно пробивается к выбранному "Редутаблю". Сойдясь бортами, оба корабля медленно дрейфуют. Поняв, что командир "Редутабля" не намерен уступать ему дорогу, Нельсон велел привести "Виктори" к ветру и, дав своему кораблю задний ход, решил идти на абордаж "Редутабля" борт в борт. Матросы вели ожесточенную перестрелку из ружей. Французы постепенно брали в ней верх, и вскоре палуба английского флагмана была завалена трупами. Сразу же после свалки кораблей боцман "Виктори" Уильмент расчистил шкафут "Редутабля" огнем каронад из нижнего и среднего деков. При этом другим бортом "Виктори" не менее ожесточенно дрался одновременно с "Буцентавром" и "Сантиссима-Тринидадом". Французы, в свою очередь, помимо яростного ружейного огня в упор били по англичанам из средней батареи и осыпали картечью из небольших единорогов.
С мачт "Редутабля" был хорошо виден расхаживающий по палубе английский командующий в своем сверкающем звездами мундире.
Несколько выстрелов из ружей, и Нельсон внезапно падает на колени, вытянув вперед руку. Его тут же подхватывают.
— Наконец они меня доконали, Харди! — прошептал вице-адмирал. — Эти подлецы прострелили мне хребет!
Из описаний очевидцев: "Всегда пренебрегая удобствами жизни, Нельсон, приготовляя "Виктори" к походу, приказал снять люк над своею каютой и заделать отверстие досками, чтобы можно было ходить посреди палубы, не мешая действию снастей и пушек. В этом пространстве, ограниченном сзади стойками штурвала, а спереди ограждением сходного трапа, адмирал и капитан Харди прохаживались весьма спокойно с самого начала боя. Около 1 часа 25 минут, в то самое время как оба подходили к ограждению трапа, Нельсон, ходивший, противно шканечному этикету, по левую руку, вдруг повернулся к корме. Капитан Харди, сделав еще шаг вперед, также поворотился и увидел адмирала упавшим. Лорд стоял на коленях, опираясь левой рукой на палубу. Рука скоро изменила, и Нельсон упал левым боком на том самом месте, где испустил дух секретарь его".
Роковой выстрел, как считает ряд британских историков, был сделан одним из матросов "Редутабля". Впоследствии это якобы определили по направлению входа пули. При этом было высказано предположение, что стрелок метил вовсе не в Нельсона. Во время выстрела вице-адмирал ходил по левую сторону и был закрыт от взора неприятельских стрелков на "Редутабле" капитаном Харди, бывшим намного выше и толще Нельсона. Поэтому французский стрелок скорее всего целился в капитана Харди как в более значительную цель. Однако неожиданно для стрелка развернувшийся Нельсон и был поражен его пулей вместо капитана Харди.
Матросы отнесли командующего на нижнюю палубу, где вовсю уже работали лекари, отпиливая руки и ноги. Нельсон попросил, чтобы его лицо покрыли платком. Он не желал, чтобы матросы видели своего командующего в столь беспомощном состоянии. Вице-адмирала осторожно положили в дальнем углу палубы. Подошедшему корабельному врачу Уильяму Битти Нельсон сказал:
— Вы не можете мне помочь: у меня прострелена спина! Жить мне осталось недолго!
Капеллана Скотта он попросил попрощаться за него с леди Гамильтон и своей тайной дочерью Горацией. Пульс Нельсона слабел, и было ясно, что он умирает.