Пехота маршала Николя Шарля Удино начала сражение решительными атаками. Это было понятно: французы сражались на родной земле. Противостояние длительным по времени не получилось. Сказалось превосходство корпуса Витгенштейна в силах, артиллерии и особенно в кавалерии. Он, наращивая свои усилия в битве и создавая охват корпуса соперника с флангов, добился полной, хотя и трудной победы.
Последним всплеском сражения стал выход пехотной дивизии принца Евгения Вюртемберского из Левиньисского леса, которой все же удалось выйти в обхват неприятеля на левом фланге. Маршал Удино понял, что теперь русский корпус имеет над ним не только превосходство в силах (союзники имели почти двукратное превосходство), но еще и в позиционном положении. И он принял решение отойти за реку Об по мосту и вброд, что позволяла здесь сделать глубина речных вод.
В итоге дня Удино, один из самых блестящих полководцев Наполеона, прославивший себя как «гренадерский генерал», потерпел поражение и организованно отступил с поля брани, сохраняя боеспособность. Упорствовать дальше маршалу не позволяли понесенные потери (3 тысячи человек убитыми и ранеными, 500 пленными) и превосходство в мощи огня артиллерии противника.
Баварцы решили воспользоваться таким удобным моментом и атаковали правый фланг французов. Генерал от кавалерии К.-Ф. Вреде намеревался захватить у города переправу и тем самым лишить корпус Удино возможности отступить за Об с минимальными потерями. Однако атака большими силами баварцам не удалась: они даже не смогли ворваться в город. Прямая атака Бар-сюр-Об велась двумя полками пехоты, а еще два пехотных полка совершали обход.
Оставленный в Бар-сюр-Об для прикрытия отхода французов генерал Ф. Дюэм приказал забаррикадировать все входы в город. Он смог отразить натиск баварцев и австрийцев с помощью вооруженных местных жителей. Особенно губительным для атакующих союзников оказался ружейный огонь, который французы вели из окон и дверей каменных городских строений, возвышавшихся над узкими городскими улочками. Не каждый такой дом баварцам удавалось взять штурмом.
Когда маршал Удино известил генерала Дюэма об удачном отходе за реку Об, тот построил свою пехотную дивизию в каре и тоже отошел на противоположный речной берег, не дав шансов союзникам в сумерках преградить себе путь.
Преследование отступавших французов вел граф Пален 3‐й с четырьмя полками гусар и тремя казачьими полками. Однако все те же виноградники, изгороди и ручьи не позволили прервать ход удачного отступления войск маршала Удино. Сказалось и то обстоятельство, что уставшая за день с беспрестанными и бесполезными перемещениями по полю битвы кавалерия с трудом одолевала гористые дороги в окрестностях Бар-сюр-Оба. На том сражение на берегах реки Об и завершилось.
Корпус маршала Удино смог беспрепятственно соединиться в Вандевре с корпусом маршала Макдональда. Теперь сила образовавшейся французской группировки составляла 35 тысяч человек. Однако совместные действия двух наполеоновских маршалов между реками Сена и Об успеха не имели.
Корпус Витгенштейна потерял в сражении при Бар-сюр-Об 1,5 тысячу человек, то есть в два раза меньше, чем французы. Считается, что общие потери союзников составили 2400 человек. Называются и другие цифры. Среди тяжелораненых оказался сам генерал от кавалерии граф П.Х. Витгенштейн. В сражении был эпизод, когда Витгенштейну пришлось лично вести в контратаку кирасирский полк. Потери французской стороны достаточно единодушно оцениваются в 3 тысячи человек, в том числе 500 человек пленными.
Тяжелое ранение Витгенштейна стало причиной его убытия из радов русской армии: командовать он уже не мог. «Через несколько дней Государь соизволил на его увольнение». На место Витгенштейна был назначен один из героев Отечественной войны 1812 года генерал-лейтенант Николай Николаевич Раевский, командир Гренадерского корпуса.
Генерал от кавалерии граф П.Х. Витгенштейн, покидая ряды русской армии во Франции, удостоился благодарственного рескрипта от прусского монарха Фридриха-Виельгельма III, в котором писалось:
«В сражении при Бар-сюр-Об я имел случай быть вновь свидетелем храбрости Русских и благоразумного предводительства ими, приносящего вам, любезный генерал, столь много чести…
Я разделяю убеждение Императора Александра в ваших заслугах и отличном поведении войск, бывших в сем сражении под вашим начальством, и могу дать вам успокоительное уверение, что Его Величество признает подвиги ваши столько же, как я».
В союзных армиях после сражения при Бар-сюр-Об появился новый фельдмаршал. Им стал командующий войсками королевства Баварии граф Карл-Филипп Вреде. За это сражение он был пожалован российским государем Александром I полководческим военным орденом Святого великомученика и победоносца Георгия 2‐й степени. К слову говоря, восхождение Вреде по чинам на том не закончится: в 1822 году он будет «назначен» генералиссимусом баварских войск.