מרלבורו התכונן לחציית הנבל בזמן שהאירועים שתוארו החלו להתרחש בבלנהיים ובלוצינגן. הכוח המרכזי, בפיקודו של אחיו של הדוכס גנרל צ'ארלס צ'רצ'יל, הורכב מ-18 גדודים של רגלים בשתי שורות: שבעה גדודים בשורה קדמית על מנת להשיג דריסת רגל על הנבל, ו-11 גדודים מאחור שנתנו חיפוי מצד הנחל. בין חיילי הרגלים הוצבו 72 אסקדרוני פרשים בשתי שורות. שורת חיילי הרגלים הראשונה הייתה אמורה לחצות את הנחל, ולהתקדם במידת האפשר. על שורה זו הוטל ליצור ולאבטח את מעבר הסוסים, ולהותיר מרווחים מספיק גדולים למעבר הפרשים לעמדות התקיפה הקדמיות.
מרלבורו הורה למערך להתחיל להתקדם. פעם נוספת הז'נדרמריה של זורלאובן החלו להתקדם לקראתם, על מנת למצוא דרך לעקוף את הפרשים הבריטים בפיקודו של קולונל הנרי למלי, שהיו חוליית הקשר בין הטור של קאטס שניצב מול בלנהיים לבין חיילי הרגלים של צ'רצ'יל. כשהחלו לתקוף את הבריטים הם נתקלו בחמישה אסקדרונים בפיקודו של קולונל פרנסיס פאלמס. להפתעתם של הצרפתים הז'נדרמריה נהדפו אחורה בבלבול רב, ונרדפו הרחק מעבר לנחל שחצה את בלנהיים. פאלמס ניסה לנצל את היתרון שהשיג, אך נהדף בבלבול מה על ידי פרשים צרפתים אחרים ואש מוסטים משולי בלנהיים.
טאלאר הופתע מאוד מהדיפת יחידת העילית של הז'נדרמריה, ורכב בבהילות לאורך השדה כדי לבקש ממרסין תגבורת: אולם, מרסין סירב לבקשתו, כיוון שהיה נתון בלחץ מצד אויגן שניהל את מתקפתו השנייה. כשטאלאר התייעץ עם מרסין נלקחו רוב חיילי הרגלים שלו לבלנהיים על ידי קלרמבו. טאלאר, שהיה מודע לכך, עשה שגיאה בכך שלא הורה לתקן את הטעות הזאת, ונותר רק עם תשעה גדודי רגלים ליד הכשטאט על מנת להתמודד עם החלק המרכזי של צבא האויב. זורלאובן ניסה להפריע לבניית מערך כוחות הברית בגדת הנחל שבה היה טאלאר; פרשי הקו הראשון שלו הסתערו קדימה במורד המדרון המתון המוביל אל הנבל. המתקפות הללו סבלו מחוסר תיאום, ומטחי האש של חיילי הרגלים של הברית הפריעו בקביעות לפרשים הצרפתים. במהלך המהומה הזאת נפצע זורלאובן באורח אנוש, ומת יומיים לאחר מכן. השעה הייתה מעט אחרי 15:00.
הפרשים הדנים, בפיקודו של הדוכס מווירטמברג-אאלס (Württemberg-Öels), התקדמו באיטיות לרוחב הנבל ליד אוברגלאוהיים; הם הופרעו על ידי הרגלים של מרסין ליד הכפר, ונאלצו לסגת בחזרה מעבר לנחל. הרגלים ההולנדים של הרוזן הורן הצליחו להדוף את הצרפתים מגדת הנחל, אך היה ברור כי לפני שמרלבורו יפתח במתקפה העיקרית נגד טאלאר יהיה צורך לכבוש ולאבטח את אוברגלאוהיים.
הרוזן הורן הורה לנסיך מהולשטיין-בק לכבוש את הכפר, אך שתי הבריגדות ההולנדיות שלו נלכדו על ידי החיילים הצרפתים והאירים, שלכדו ופצעו באורח אנוש את הנסיך עצמו במהלך הקרב. כעת היה הקרב באיזון. אם הטור ההולנדי של הולשטיין-בק היה מושמד, צבא הברית היה מחולק לשני חלקים: האגף של אויגן יבודד מזה של מרלבורו, והיוזמה הייתה עוברת לכוחות הפרנקו-בווארים שנלחמו לאורך כל המישור. מרסין הבחין בהזדמנות הזו, והורה לפרשיו להפסיק לתקוף את אויגן ולפנות ימינה לאגף הלא מחופה של חייל הרגלים של צ'רצ'יל, ליד אונטרגלאו. מרלבורו, שחצה את הנבל על מנת ליטול את הפיקוד על המצב באופן אישי, הורה לגדודים ההנוברים לתמוך בחיילי הרגלים ההולנדים. בריגדת פרשים הולנדית הובאה קדימה, אך תוך זמן קצר נאלצה להתמודד עם האסקדרונים של מרסין.
מרלבורו ביקש מאויגן לוותר על הרוזן הנדריק פוגר ובריגדת הקירסירים האימפריאלית שלו, על מנת שזו תסייע להדוף את מתקפת הפרשים הצרפתים. אויגן נענה מיד לבקשה למרות שהיה נתון במאבק קשה, והפגין את רמת האמון הגבוהה ואת שיתוף הפעולה בין שני הגנרלים. למרות שנחל הנבל זרם בין האסקדרונים של פוגר ומרסין, הצרפתים נאלצו לפנות לכיוון אחר כדי להתמודד עם האיום החדש, ובכך מנעו ממרסין את האפשרות להכות בחיילי הרגלים של מרלבורו. הקירסירים של פוגר הסתערו קדימה, פגעו בזווית הנוחה להם, וגרמו להדיפת האסקדרונים של מרסין בחוסר סדר. חיילי הרגלים ההסניאנים, הנוברים והולנדים קיבלו תמיכה ארטילרית מהסוללות של קולונל בלאד, ותחת פיקודו של רוזן ברנסדורף הצליחו להדוף את הצרפתים ואת האירים בחזרה לתוך אוברגלאוהיים, כך שהם לא יוכלו יותר לאיים על האגף של צ'רצ'יל כשזה יפנה נגד טאלאר. המפקד הצרפתי בכפר, המרקיז דה בלנוויל, היה אחד מההרוגים הרבים.
הפריצה.
בשעה 16:00 חיילי האויב היו נתונים במצור בבלנהיים ובאוברגלאו, והכוח המרכזי של כוחות הברית, שמנה 81 אסקדרונים (תשעה נוספים סופחו מהטור של קאטס), הסתייעו ב-18 גדודים והיו ממוקמים היטב בקו הצרפתי שמנה 64 אסקדרונים ותשעה גדודים של מגויסים חדשים. בשעה זו הייתה הפסקה בקרב: מרלבורו רצה לתאם את ההתקפה על כל החזית, ואויגן היה זקוק לזמן כדי להתארגן מחדש לאחר שנהדף פעם נוספת.
זמן קצר לאחר השעה 17:00 כוחות הברית סיימו את הכנותיהם. שני קווי הפרשים של מרלבורו נעו לחזית הקרב, כשמאחוריהם שני קווים תומכים של רגלים. מרודה-וסטרלו ניסה לחלץ חיילי רגלים צרפתים שהיו תקועים בבלנהיים, אך קלרמבו הורה להם להיכנס בחזרה לכפר. הפרשים הצרפתים התמודדו פעם נוספת בקו הראשון - האנגלים והסקוטים של למלי באגף השמאלי של כוחות הברית, והאסקדרונים הגרמנים וההולנדים בצד הימני. האסקדרונים של טאלאר, שלא זכו לתמיכת הרגלים, היו תשושים אך הצליחו להדוף את הקו הראשון של כוחות הברית אל מקום חיילי הרגלים שלהם. הקרב טרם הוכרע, אך מרלבורו נאלץ לנזוף באחד מקציני הפרשים שלו שניסה לעזוב את שדה הקרב, ואמר לו "אדוני, אתה טועה, האויב נמצא בכיוון הזה...". מרלבורו תפס את הפיקוד על הקו השני של כוחות הברית והורה לו להתקדם, ולאחר התקדמות במרכז הצליחו לבסוף כוחות הברית להניס את פרשיו העייפים של טאלאר. תשעת גדודי הרגלים הצרפתים הנותרים המשיכו להילחם בעוצמה למרות היעדר תמיכת הפרשים הנסוגים, וניסו ליצור מערך מרובע. ניסיון זה היה חסר תועלת. הגדודים הצרפתים היו המומים מהארטילריה הקרובה של קולונל בלאד ומאש המחלקות.
רוב החיילים הנסוגים של טאלאר פנו לכיוון הכשטאט, אך לא ניצלו את הביטחון של העיירה ובמקום זאת פנו לכיוון הדנובה ואיבדו חיילים רבים בטביעה, כשחיילים אחרים נלכדים על ידי הפרשים שרדפו אחריהם. הצרפתים ניסו ליזום התקפת-נגד נוספת, אך נהדפו בקלות על ידי צבאות הברית המנצחים. מרשל טאלאר נאלץ לסגת במהירות לכיוון סונדרהיים, לאחר שניסה לדרבן את חייליו בפעם האחרונה. טאלאר כותר על ידי אסקדרון של חיילים הסניאנים, ונכנע לעוזרו האישי של הנסיך מהסה-קסל. לאחר מכן נשלח תחת ליווי למרלבורו.
נפילת בלנהיים.
תוך כדי לקיחתו בשבי של טאלאר בעלות הברית תקפו את המאחז הבווארי בלוצינגן. אויגן, לעומת זאת, היה מתוסכל מביצועי הפרשים האימפריאליים שלו שנכשלו בפעם השלישית בניסיון התקיפה. הוא הצטרף למתקפה עם חיילי הרגלים הדנים והפרוסים, כפי שעשה לאופולד מאנהאלט-דסאו, והניף את דגל הרגימנט על מנת לתת השראה לחייליו. בפעם הזו הצליחו הפרוסים להסתער על הסוללה הבווארית הגדולה, ולהמם את צוותי התותחנים. החיילים הדנים, בפיקודו של הרוזן שולטן, הביסו את חיילי הרגלים הצרפתים בקרב כידונים פנים-אל-פנים ליד הכפר. האלקטור ומרסין הגיעו למסקנה שהקרב אבוד כשראו שמרכז המערך שלהם נפרץ, ובדומה לשרידי צבאו של טאלאר ברחו משדה הקרב. הניסיונות לארגן את כוחות הברית כדי למנוע ממרסין לסגת נכשלו בגלל תשישות הפרשים, והבלבול ההולך וגובר בשדה הקרב.
מרלבורו הסב את תשומת לבו מהאויב שנסוג במהירות, והורה לאחיו לשלוח עוד חיילי רגלים לצורך ההסתערות על בלנהיים. חיילי הרגלים של הרוזן מאורקני וחיילים הנוברים חצו את שדות החיטה הרמוסים לכיוון הקוטג'ים של הכפר. קרבות פנים-אל-פנים עזים דחקו את הצרפתים למרכז הכפר, לתוך ומסביב לחצר הכנסייה המוקפת חומה שהייתה אמורה לשמש כמגן. הדרגונים הלא-רכובים של היי ורוס נשלחו גם כן, אך ספגו אבדות במתקפת נגד שניחתה עליהם מידי הרגימנטים של ארטואה ופרובאנס. החיילים ההנוברים של קולונל בלוויל הוזעקו במהירות לשדה הקרב על מנת לייצב את הדרגונים, ופעם נוספת החלו במתקפה. התקדמות חיילי הברית הייתה איטית וקשה, ובדומה ליריביהם הם ספגו פגיעות רבות.
קוטג'ים רבים בכפר עלו בלהבות, הסתירו את שדה הראייה וגרמו לחיילים המתגוננים לצאת מעמדותיהם. לאחר ששמע את המולת הקרב בבלנהיים הורה טאלאר להעביר מסר למרלבורו, ובו להציע לתת פקודה לחיל המצב לסגת משדה הקרב. תגובתו של הדוכס הייתה "תודיע למסייה טאלאר כי, במיקום שבו הוא נמצא, אין לו כל סמכות לתת פקודות". למרות זאת, עם התקרבות שעות החשיכה רצה מרלבורו להגיע להכרעה מהירה. הרגלים הצרפתים נלחמו בעקשנות על מנת להחזיק בעמדותיהם בבלנהיים, אך מפקדם לא היה באזור. דרישתו של קלרמבו להגביל את חייליו הרבים לתחומי הכפר קבעה את גורלו באותו יום. הוא הבין שטעותו הטקטית גרמה לתבוסתו של טאלאר במרכז, ונטש את בלנהיים ואת 27 הגדודים שהגנו אליו, וככל הנראה טבע למוות בדנובה כשניסה להימלט מהאזור.