Около 14 часов дня Милорадович организовал атаку силами 26-й, 17-й и 4-й пехотных дивизий на занимаемую противником поперек дороги позицию. На левом фланге в наступление против войск Даву перешел 4-й пехотный корпус, которому удалось значительно потеснить неприятеля. Опасаясь обхода с фланга, Богарне отступил к Вязьме и занял высоты впереди города, но позже из-за сильного огня русской артиллерии и возникшей угрозы для его флангов отступил в город. Французам нужно было время, чтобы эвакуировать через р. Вязьма отставших, тыловые службы и скопившиеся на улицах обозы.
В 16 часов дня Милорадович приказал 11-й пехотной дивизии очистить город. Впереди с развернутыми знаменами в атаку под музыку пошел Перновский пехотный полк во главе с генерал-майором П.Н. Чоглоковым. Вслед за ним другие полки дивизии ворвались в Вязьму, уже объятую огнем. В тот момент, когда в центре города еще продолжался бой, в Вязьму с северо-восточной стороны вошла 26-я пехотная дивизия, поддержанная казаками Платова. К 18 часам город был очищен от неприятеля, российские войска занялись тушением пожаров, а вышедшие из Вязьмы части Великой армии, уничтожив мосты на р. Вязьма, заночевали в лесу при 18-градусном морозе и разыгравшейся метели. Правда в следующие дни мороз сменила оттепель, снег растаял и дорога стала труднопроходимой. В четырех корпусах Великой армии, участвовавших в боях под Вязьмой, в тот день находилось в строю от 30 до 40 тыс. человек, их потери составили до 4 тыс. убитыми и ранеными и 3 тыс. пленными (в числе последних был генерал Ж.Б. Пеллетье). Российские войска захватили обозы и 3 орудия и освободили значительное число русских военнопленных, содержавшихся в городе и в Предтеченском монастыре. У Милорадовича и Платова в тот день в строю находилось от 25 до 30 тыс. человек, а их убыль составила около 1800 человек. Это первый бой, в котором разница в потере бойцов в разы была в русскую пользу. Для Великой армии это являлось опасным симптомом.
Но основные силы Кутузова участия в боях не принимали, лишь совершили переход от с. Дуброво (27 верст от Вязьмы) к с. Быково (10 верст от города), а выделенные для поддержки общей атаки две кирасирские дивизии под командованием генерал-адъютанта Ф.П. Уварова, Тульский казачий полк и две гвардейские конные батареи, не имея возможности переправиться по заболоченной местности через р. Улица, простояли у города. Они поддержали атаку войск Милорадовича лишь артиллерийским огнем. Безусловно, бои под Вязьмой значительно ухудшили стратегическую ситуацию Великой армии. И если ранее Наполеон рассматривал возможность нанесения контрудара по преследовавшим его российским войскам, то после получения донесения о сдаче Вязьмы он отказался от этого намерения и отдал приказ об ускоренном движении к Смоленску.
Как мы можем заметить на этом примере, Кутузов, находясь вблизи города в достаточно выгодной позиции, старался не втягивать свои главные силы в бой с противником (об этом свидетельствовали многие мемуаристы), а предпочитал выделять лишь ограниченное количество войск, чтобы подгонять противника и держать его постоянно в напряжении. Необходимо сказать, что действия Кутузова не раз подвергались критике со стороны российского монарха, стремившегося держать все дела под своим контролем. В их переписке содержится достаточно много личных упреков царя в адрес генерал-фельдмаршала. Приведем, к примеру, выдержки из письма Александра I Кутузову от 30 октября, в котором давалась оценка событий октября месяца: «Непонятное бездействие ваше после счастливого сражения перед Тарутино, чем упущены те выгоды, кои оно предвещало и ненужное и пагубное отступление ваше после сражения под Малоярославцем до Гончарово уничтожили все преимущества положения вашего, ибо вы имели всю удобность ускорить неприятеля в его отступлении под Вязьмой и тем отрезать по крайней мере путь трем корпусам: Даву, Нея и Вице-Короля... Имея превосходную легкую кавалерию, вы не имели довольно отрядов на Смоленской дороге, чтобы быть извещену о настоящих движениях неприятеля... Ныне сими упущениями вы подвергли корпус графа Витгенштейна очевидной опасности... Обращая все ваше внимание на сие столь справедливое опасение, Я напоминаю вам, что все несчастия от всего проистечь могущие, останутся на личной вашей ответственности. Пребываю вам всегда благосклонный» [407] . Адресат, прочитав такой текст, вряд ли почувствовал «высочайшую благосклонность», скорее – наоборот. Тем более что слишком многое в словах российского императора было справедливо, хотя по горячим следам трудно судить о произошедших событиях на расстоянии, не зная всех обстоятельств.