В 2 часа дня Милорадович начал общую атаку вражеской позиции, послав в бой 4-ю, 17-ю и 26-ю пехотные дивизии. Они атаковали вражескую позицию на дороге. На левом фланге против войск маршала Даву по приказу Милорадовича перешел в наступление 4-й пехотный корпус, который быстро добился заметного успеха: неприятель, сбитый с позиции, начал отход к близкому городу.
Отступил к Вязьме и корпус Евгения Богарне: ему угрожал теперь обход с флангов. Французы отчаянно защищались, заняв высоты перед городом. Однако сильный огонь русской артиллерии и висевшая над неприятелем угроза фланговых обходов вынудили его отступить в городскую черту. Французам требовалось время, чтобы вывести из города остатки обозов, тылы, толпы отставших от своих частей.
В 4 часа дня начался штурм самого города. Первым колонной в Вязьму ворвался под музыку и барабанный бой, с развернутыми знаменами Перновский пехотный полк во главе с генерал-майором П.Н. Чоглоковым. Полк потерял в схватке за город 159 офицеров и нижних чинов. Вслед за перновцами в город, уже горевший во многих местах, вступили другие полки. Последние схватки завязались в центре Вязьмы. С северо-востока в объятые пламенем городские улицы вошла 26-я пехотная дивизия Паскевича, поддержанная казаками-донцами.
К 6 часам вечера французов выбили из города, но они успели уничтожить за собой мосты через реку Вязьму. Русские занялись тушением пожаров, а неприятель стал устраиваться на ночлег в лесу при 18-градусном морозе и разыгравшейся метели.
«Очень несчастливо для французов было дело под Вязьмой»: Милорадович взял много пленных, артиллерии и обоза. Между тем Наполеон извещал Францию только «о потере нескольких отдельных лиц, захваченных казаками, инженеров-географов, снимавших планы, а также раненых офицеров, шедших без опаски, предпочитавших рисковать вместо того, чтобы идти как следует при обозе…»
Основная тяжесть сражения за Вязьму легла на войска М.А. Милорадовича и М.И. Платова. Основные силы кутузовской армии в бой не вводились, сосредоточившись у села Высокое в 10 верстах от города. Точных данных о потерях сторон в схватке за город нет. Известно, что сила четырех корпусов на день 22 октября равнялась примерно 30–40 тысячам человек, находившихся в строю. Потери французов составили около 7 тысяч, в том числе 3 тысячи пленными.
Генерал от инфантерии Милорадович и генерал от кавалерии Платов на тот день имели в строю заметно меньше сил: от 20 до 30 тысяч человек. Их потери составили убитыми и ранеными около 1800 человек. Трофеями победителей стали вражеские обозы и 3 орудия. В городе и в Предтеченском монастыре были освобождены в большом количестве содержавшиеся здесь русские военнопленные.
Уничтоженные городские мосты были быстро «исправлены». Пока на берегу реки Вязьмы стучали десятки топоров и люди надрывались, таская бревна с городских пожарищ, «легкие войска» атамана М.И. Платова «подгоняли» наполеоновцев. Те «помышляли уже только о скорости своего марша», все дальше и дальше на запад, от Вязьмы до Еренина. 15 платовских казачьих полков были усилены 26-й пехотной дивизией И.Ф. Паскевича.
Вяземское сражение, как считают исследователи, серьезно ухудшило стратегическую ситуацию, которая сложилась вокруг отступавшей Великой армии. Наполеон Бонапарт до этого еще рассматривал возможность нанесения контрудара по преследовавшим его по пятам русским войскам. Но, получив известие о сдаче Вязьмы, император приказал ускорить движение корпусных колонн к Смоленску. О контрударе он уже не помышлял, пора было самому уносить ноги из России, которая становилась могилой для Великой армии.
В Вяземском сражении генерал от инфантерии М.А. Милорадович старался успеть туда, где было более всего опасно и сложно по ситуации. Он вновь продемонстрировал завидное умение «схватывать» обстановку, как говорится, «на лету» и находить нестандартные решения относительно действий вверенных ему войск. Михаил Андреевич говорил:
«Чем опасность больше, тем я становлюсь пламеннее. Прежде, например, в Италии, когда я услышу выстрел неприятельский, то я летел к нему как на бал. И в сие время характер мой не изменил мне».
Память о сражении 22 октября в Вязьме бережно хранима. Когда благодарная Россия праздновала славное 100-летие Отечественной войны 1812 года, в городе были воздвигнуты два памятника: Перновскому пехотному полку (ставшему впоследствии гренадерским) на Базарной площади и «Доблестным предкам» на Никитской площади. Эти памятники были разрушены в 1920-х годах и восстановлены в 1962 году: первый у Богородицкой церкви, второй в центре Вязьмы.
…Авангард кутузовской армии возобновляет преследование Великой армии. 26 октября ее арьергард настигается у уездного города Дорогобужа на реке Днепр и разбивается. Первыми завязали здесь бой передовые полки Милорадовича – 1-й и 4-й егерские и Елисаветградский гусарский под командованием генерал-майора А.А. Юрковского. Они нагнали неприятеля у переправы через реку Осьма и заставили его отступить к самому городу.
Маршал Мишель Ней не имел задачи оборонять Дорогобуж. Но ему пришлось принять бой в городе, чтобы дать главным силам Великой армии переправиться через Днепр у Соловьевой переправы. Оборону Дорогобужа вела дивизия генерала Ж.Н. Разу. Ее резерв составила дивизия генерала Л. Ледрю, занявшая позицию за городом.
Милорадович приказал 30-му и 48-му егерским полкам атаковать французов. Однако те отразили первую атаку противника. Тогда в обход города с левого фланга была направлена 4-я пехотная дивизия генерал-майора принца Е. Вюртембергского. В ходе жаркого боя неприятель оставил Дорогобуж. Героем дня стал 4-й егерский полк. Корпус Нея потерял 26 октября 600 человек пленными и 6 орудий.
Достаточно было Милорадовичу занять на Смоленщине древний город Дорогобуж, как французы получают ощутимое поражение в ожесточенных боях под Красным. После этого боя командир авангарда получил приказание от генерал-фельдмаршала М.И. Голенищева-Кутузова выступить на сближение с Главной армией: «Склониться фланговым маршем к селу Ляхову».
3 ноября русские атакуют на дороге из Смоленска у села Ржавки императорскую гвардию, но безуспешно. К ночи Милорадович отходит к деревне Угрюмовой, оставляя на дороге заставой отряд генерал-майора А.А. Юрковского, командовавшего кавалерийской бригадой. Император Наполеон I занимает своей Главной квартирой город Красный.
На следующий день, 4 ноября, Милорадович атакует у села Микулино корпус вице-короля Итальянского, пытаясь его окружить. Неприятелю ценой больших потерь удается пробиться, теряя только пленными 40 офицеров, в том числе двух бригадных генералов и 1500 нижних чинов.