Битва началась с того, что прусская пехота атаковала правый фланг позиций армии Фермора превосходящими силами в соответствии с излюбленным Фридрихом «косым боевым порядком». Батальоны пехоты шли не сплошной массой, а уступами, вступали в бой поочередно, усиливая давление на противника на узком пространстве. Но в этот раз части батальонов основных сил не удалось поддержать косой порядок своего авангарда, так как по пути пришлось огибать горящую деревню Цорндорф. Заметив разрыв в построении пруссаков, Фермор дал приказ своей пехоте наступать. В итоге контратаки авангард и подошедшие вскоре основные силы Фридриха были отброшены. Но Фермор просчитался. Он не заметил, что вся прусская конница генерала Зейдлица еще не вступила в бой и только выжидала момент для атаки. Он наступил, когда преследовавшие прусскую пехоту русские полки обнажили свой фланг и тыл. Силами 46 эскадронов отборных черных гусар Зейдлиц нанес удар русской пехоте. Это была страшная атака. Вышколенные кони разгонялись и переходили на полный карьер с расстояния более полкилометра. Эскадроны шли без интервалов, сомкнутым строем, стремя к стремени, колено к колену. Только человек с крепкими нервами мог выдержать эту атаку. От бешеного топота тысяч копыт содрогалась и гудела земля, и на тебя неумолимо и стремительно, все ускоряясь и ускоряясь, мчался высокий черный вал, готовый смять и растоптать на своем пути все живое. Нужно оценить мужество русских гренадер перед лицом такой устрашающей атаки. Они не успели построиться в каре – оборонительные боевые квадраты, а лишь успели встать кучками спина к спине и приняли на себя удар конницы Зейдлица. Сплошной строй распался, сила удара ослабла, Зейдлиц отвел в тыл расстроенные эскадроны. С этого момента Фермор бросил войска и покинул командный пункт. Вероятно, он считал, что сражение проиграно. Однако русские полки, несмотря на серьезные потери и панику части солдат, начавших разбивать бочки с вином и грабить полковые кассы, удержали позиции. К вечеру сражение стало стихать.
Впервые в XVIII веке потери русских войск были так велики: они составили половину личного состава, причем убито было больше, чем ранено, – 13 тыс. из 22,6 тыс. человек. Это говорит о страшной кровопролитности и ожесточенности сражения. Обычное же соотношение убитых и раненых было 1 к 3. Из 21 русского генерала 5 были взяты в плен, 10 убиты. В строю осталось только 6! Неприятелю досталось 85 пушек, 11 знамен, войсковая казна. Но и потери пруссаков были велики – свыше 11 тыс.