После соединения русских армий генералитет стал настойчиво требовать от главнокомандующего Барклая-де-Толли генерального сражения. Воспользовавшись разбросанным положением французских корпусов, Барклай-де-Толли решил разбить их по одиночке и выступил 8 августа на Рудню, где квартировала кавалерия маршала Мюрата.

Однако Наполеон, использовав медленное продвижение русской армии, собрал свои корпуса в кулак и попробовал зайти Барклаю-де-Толли в тыл, обойдя его левый фланг с юга, для чего форсировал реку Днепр западнее Смоленска. На пути авангарда французской армии оказалась 27-я дивизия генерала Неверовского, прикрывающая левый фланг русской армии под Красным. Упорное сопротивление Неверовского дало время перебросить корпус генерала Раевского к Смоленску.

К 16 августа Наполеон подошёл к Смоленску с 180 тысячами. Багратион поручил генералу Раевскому (15 тысяч солдат), в 7-й корпус которого влились остатки дивизии Неверовского, оборонять Смоленск. Барклай-де-Толли был против ненужного на его взгляд сражения, но на тот момент в русской армии царило фактическое двуначалие. В 6 часов утра 16 августа Наполеон начал штурм города с марша. Упорное сражение за Смоленск продолжалось до утра 18 августа, когда Барклай-де-Толли отвёл войска из горевшего города, чтобы избежать большой битвы без шансов на победу. Барклай располагал 76 тысячами, ещё 34 тысячи (армия Багратиона) прикрывали путь отхода русской армии на Дорогобуж, который Наполеон мог перерезать обходным манёвром (подобным тому, который не удался под Смоленском).

Маршал Ней преследовал отступающую армию. 19 августа в кровопролитном сражении у Валутиной горы русский арьергард задержал маршала Нея, понёсшего значительные потери. Наполеон послал генерала Жюно обходным путём зайти в тыл русских, но тот не сумел выполнить задачу, уткнувшись в непроходимое болото, и русская армия в полном порядке ушла в сторону Москвы к Дорогобужу. Сражение за Смоленск, разрушившее немалый город, ознаменовало развёртывание всенародной войны русского народа с неприятелем, что сразу почувствовали как рядовые французские снабженцы, так и маршалы Наполеона. Населённые пункты на пути следования французской армии сжигались, население по мере возможности уходило. Наполеон сразу после Смоленского сражения сделал замаскированное предложение мира царю Александру I, пока с позиции сильного, но ответа не получил.

Наполеон в окружении генералов руководит Бородинским сражением. 

Отношения между Багратионом и Барклаем-де-Толли после отступления из Смоленска с каждым днём становились всё напряжённее, и в этом споре настроения дворянства были не на стороне осторожного Барклая-де-Толли. Ещё 17 августа император Александр I собрал совет, который рекомендовал ему назначить главнокомандующим русской армии генерала-от-инфантерии князя Кутузова. 29 августа Кутузов в Царёво-Займище принял армию. В этот день французы вошли в Вязьму.

Продолжая в общем стратегическую линию своего предшественника, Кутузов не мог избежать генерального сражения по политическим и моральным соображениям. Хотя сражение и являлось излишним с военной точки зрения, его требовало русское общество. К 3 сентября русская армия отступила к деревне Бородино. Дальнейшее отступление подразумевало сдачу Москвы. Кутузов решился дать генеральное сражение, так как баланс сил сместился в русскую сторону. Если в начале вторжения Наполеон имел троекратное превосходство в количестве солдат над противостоящей русской армией, то теперь численности армий были сравнимы — 130—135 тысяч у Наполеона против 110—130 тысяч у Кутузова. Проблема русской армии состояла в недостатке вооружения. В то время как ополчение дало до 80-100 тысяч ратников из российских центральных губерний, не было ружей, чтобы вооружить ополченцев. Ратникам раздали пики, но использовать людей в качестве «пушечного мяса» Кутузов не стал (поставленные позади основных позиций, они скорее изображали, а не представляли собой реальный резерв).

26 августа  у деревни Бородино (в 125 км западнее Москвы) произошло крупнейшее сражение Отечественной войны 1812 года между русской и французской армиями.

Атака русских кирасир под Бородиным.

После кровопролитнейшей 12-ти часовой битвы, фактически представлявшей собой штурм французскими войсками укреплённой линии русских, французы ценой 30-34 тысяч убитыми и ранеными потеснили левый фланг и центр русских позиций, но развить наступление не смогли. Русская армия также понесла тяжёлые потери (40-45 тысяч убитыми и ранеными), и Кутузов приказал 8 сентября отступить на Можайск с твёрдым намерением сохранить армию.

В 4 часа дня 13 сентября в деревне Фили Кутузов приказал генералам собраться на совещание о дальнейшем плане действий. Большинство генералов высказались за новое генеральное сражение с Наполеоном. Тогда Кутузов оборвал заседание и заявил, что приказывает отступать.

14 сентября русская армия прошла через Москву и двинулась по Рязанской дороге (на юго-восток от Москвы). Ближе к вечеру в опустевшую Москву вступил Наполеон.