В первую линию полководец поставил пять пехотных каре с артиллерией впереди и в интервалах между ними. Во второй линии стояло еще четыре пехотных каре, прикрывая с артиллерией интервалы первой боевой линии. Третью, заднюю линию составила кавалерия, сведенная под единое командование генерал-лейтенанта А.Л. Воинова. Позади наиболее опасного левого фланга предусмотрительный М.И. Голенищев-Кутузов поставил три батальона пехоты, эскадрон драгун и полсотни казаков. Этот сводный отряд должен был подкрепить в критическую минуту сражения каре левого фланга.
Командование пятью правофланговыми каре было поручено генерал-лейтенанту П.К. Эссену. Левым флангом (четыре каре) командовал генерал-лейтенант А.Ф. Ланжерон. Всего в боевых порядках стояло 25 батальонов пехоты, 39 эскадронов кавалерии и три казачьих полка, всего до 15 тысяч человек при 114 орудиях против 60 тысяч визирской армии.
22 июня, в семь часов утра, началось ожесточенное Рущукское сражение. Турецкая артиллерия произвела обстрел русской позиции. Затем многотысячная неприятельская конница плотными массами начала одновременно атаку центра и флангов русских войск. Позади выдвигалась турецкая пехота и часть вражеских орудийных расчетов.
Пушечным картечным огнем из первой линии этот натиск турецкой конницы был остановлен, и она, разделившись на две части, отхлынула к флангам. При этом ее значительные силы обошли правый фланг русской позиции по глубоким оврагам. Возникла угроза разрыва между пехотными каре и кавалерией, стоявшей в третьей боевой линии.
В бой с прорвавшейся вражеской конницей вступили Архангелогородский и Шлиссельбургский полки. Для поддержки правого фланга главнокомандующий выслал крайнее каре второй линии из 37-го егерского полка и Лифляндский драгунский полк с донскими казаками полка подполковника Мельникова 5-го. Егеря под командой майора Горбачева, хорошо обученные прицельной стрельбе, рассыпались и залегли в садах. Их меткий огонь буквально косил турецкую конницу.
По свидетельству барона Валентини, составившего описание этой войны (его книга вышла в 1830 году в Берлине), во время Рущукского сражения замысел верховного визиря состоял в том, чтобы обрушиться на левый фланг русских: «…Но он тщательно скрывал свой план, стремительно атаковав вначале правый фланг и центр, против которых он выдвинул тяжелую батарею и стрелял из митральез, в то время когда спаги с дикими возгласами бросились на правый фланг русских».
Конные турки, пользуясь глубокими оврагами, подошли к расположению русских егерей и, разделясь на две части, ударили стрелкам в тыл и с фланга. Двум егерским батальонам грозила опасность быть отрезанными от своих войск. Драгуны-лифляндцы и донские казаки вовремя понеслись в атаку и отбили от садов вражескую конницу.
Генерал-лейтенант А.Ф. Ланжерон докладывал главнокомандующему о действиях подчиненных ему в Рущукском сражении войск: «От семи часов утра до девяти я пять раз жестоко был атакован неприятельской кавалерией, но неустрашимостью и храбростью вверенных мне войск и искусной артиллерией они всегда были опрокинуты».
Верховный визирь, решив, что демонстративной атакой русского правого фланга и центра он отвлек внимание и резервы противника в противоположную сторону, начал осуществлять свой план сражения. В девять часов утра 10-тысячная масса отборной анатолийской конницы под командой Бошняка-аги и Мухтар-паши с «неимоверной храбростью» понеслась в атаку на крайние каре левого фланга русских, составленные из Олонецкого и Белостоцкого пехотных полков.
Турецкая конница, встреченная сильным артиллерийским и ружейным огнем, тем не менее прорвалась между интервалами первой и второй боевых линий. Под ударами оказались еще и каре, составленные из Выборгского и 29-го егерского полков. Свой удар спаги-анатолийцы обрушили на русскую кавалерию, стоявшую в третьей линии.
В стремительной атаке турки смяли боевой порядок Белорусского и Кинбурнского драгунского полков, прорвали их строй и понеслись к Рущуку. Другая масса вражеской конницы поскакала к берегу Дуная, намереваясь ворваться в крепость с другой стороны. Но Рущукский гарнизон предпринял смелую контратаку и отбросил турецкую конницу в сады.
Тем временем генерал-лейтенант А.Л. Воинов, командовавший 6-й кавалерийской дивизией, сумел восстановить боевой порядок в третьей линии. Он повернул кругом Санкт-Петербургский драгунский и Чугуевский уланский полки и решительно контратаковал неприятеля, отбросив вражескую конницу прочь.
Той пришлось отступить к высоте, находившейся против левого фланга кутузовских войск. Султанские военачальники стали приводить свои конные тысячи в порядок для новой атаки.
Генерал-лейтенант Эссен 3-й, командовавший во время Рущукского сражения правым флангом русской армии, так описывает удар анатолийской конницы:
«Левый фланг русской армии, 5 раз атакованной противником, не уступил ни клочка земли, хотя русская кавалерия, находившаяся на левом фланге, и была опрокинута и понесла потери от турецкой конницы, превосходившей нашу численность в 6 раз, однако вторая линия русской пехоты остановила ее и отбросила назад».
Чтобы предотвратить новую атаку турецких спагов, главнокомандующий выдвинул из второй линии каре 7-го егерского полка под командой генерал-майора Гартинга, которое, подойдя к высоте перед левым флангом, открыло сильный прицельный огонь по турецкой коннице. Егерей поддержала артиллерия. Пули, ядра и картечь заставили анатолийцев отступить к позиции армии верховного визиря.
Было два часа пополудни, когда верховный визирь Ахмет-паша, видя поражение отборной анатолийской конницы, ударной силы своей армии, решил прекратить сражение. Его войска оставили занимаемые позиции и отступили в укрепленный походный лагерь, ожидая там нападения противника.
Тогда Кутузов двинул вперед весь свой боевой порядок, все три боевые линии. Турецкие войска преследовались, неся от «стрелков и пушечных выстрелов» большие потери. Атакующие русские каре дошли до брошенных вражеских лагерных укреплений и остановились. Только кавалерия продолжала преследовать войска Ахмет-паши еще 10 верст. После этого главнокомандующий, несмотря на просьбы генералов позволить им наступать дальше, приказал прекратить преследование. Войска возвратились в Рущук.
Ожесточенное Рущукское сражение, продолжавшееся около 12 часов, кончилось полным поражением турецкой армии, несмотря на то что верховный визирь обладал четырехкратным превосходством в численности войск, а в коннице — подавляющим.
Потери турок, по данным пленных и «выходцев» — бежавших из султанской армии бывших запорожцев, достигали 4000 убитыми и ранеными. Урон победителей не превышал 500 человек. В качестве трофеев было взято 13 знамен и много других военных знаков — санджаков и байраков. Верховному визирю удалось спасти свою артиллерию, прикрыв ее при отступлении всей массой турецкой конницы.
