Войска Багратиона, Дерфельдена и Милорадовича ворвались в неприступные укрепления Нови и заняли город, когда французы ещё не окончили спасительное отступление из Нови. Бригада Гарданна, оборонявшая Нови, не выдержала штыкового удара и отступила к Тассароло. Русские войска двинулись к Пастуране, стремясь устроить окружение левому крылу французов.
Около шести часов пополудни по всему фронту союзные войска прорвались, сминая противника. При отступлении наилучший порядок удалось сохранить генералу Ватрена и вообще войскам правого крыла французов (к дивизии Ватрена здесь следует добавить правофланговые части дивизии Лабуасьера). Две бригады, отряженные Меласом для обхода этих сил французов, Лаудона и Митровского, с помощью глубокого обходного маневра Митровского сломили сопротивление Ватрена (при том первый натиск бригады Лаудона французы осилили). Но наголову разбить французов им не удалось. Домбровский, бросивший Серравалле, отступая, соединился с Ватрена, снова проявив стойкость и выдержку. Этим частям французов после отступления и удалось организовать оборону за Гави.
На левом крыле и в центре французские дела оказались куда плачевнее. Беспорядочное отступление в районе деревни Пастурана превратилось в избиение французов. Артиллерия и обозы оказались в руках союзников. Командующий левым крылом французов Периньон угодил в плен.
Преследовать противника был послан корпус Розенберга. При Гави русские настигли арьергард противника. Французы заняли оборонительную позицию на высотах, открыли ружейный огонь. Розенберг отрядил на бой казачий полк Курнакова, полк генерал-майора Ферча, егерей генерал-майора Кашкина и батальон Ребиндера. Они прорвались сквозь передовые посты французов, ударили в штыки, обратили неприятеля в бегство. Суворов писал в реляции: «Неприятель потерял убитыми свыше 200, в плен досталось при 3-х офицерах 127 рядовых; с нашей стороны убитых 5, раненых 17». Всё же от преследования Розенберга в русской армии ждали большего.
Общие потери французов (убитыми, ранеными, пленными, дезертирами) составили 20 000. Армия прекратила своё существование. Погиб командующий, генерал Жубер. Погибли генералы Ватрен и Гаро. В плену оказались генералы Периньон, Груши, Колли, Партоно. Потери войск Суворова составили 6000 человек, из них 1300 – убитыми. Был контужен хорошо проявивший себя в бою генерал-майор Горчаков, в голову ранен генерал-лейтенант Тыртов, в ногу – генерал-майор Чубаров, о котором Суворов писал с восхищением: «Он теснил и поражал неприятельские колонны так храбро и неустрашимо, что малая только из них часть спаслась бегством; причём и ранен». Ранение помешает Чубарову вместе с Суворовым пройти тропами Швейцарского похода. Получил ранение и прославившийся в Итальянском походе полковник Ломоносов, ведший в бой гренадер. Среди погибших в бою Суворов отмечал храброго майора Корфа. По численности войск с обеих сторон сражение при Нови было крупнейшим, после Рымника, из всех сражений Суворова.