Rehnskiöld gav anfallssignal vid middagstid den 3 februari 1706. Slaget vid Fraustadt inleddes med att svenskarnas två flyglar avancerade snabbare än centern, vilket gjorde att svenskarnas slaglinje blev böjd, vilket Schulenburg uppfattade som ett svaghetstecken. De svenska flyglarna sprängde dock de sachsiska flankerna och drev bort deras kavalleri. Flyglarna svängde sedan inåt och slöt ringen runt den sachsisk-ryska centern, där manfallet blev stort och Schulenburg försökte slå till reträtt. Schulenburg lyckades undkomma, men stora delar av hans soldater blev nedstuckna av de svenska ryttarna och återstoden ringades in och tillfångatogs. Efter två timmars strid hade 7 377 man i Schulenburgs armé stupat och mellan 7 300 och 7 900 togs tillfånga; bland dessa var omkring 2 000 sårade. Bland Rehnskiölds trupper hade 400 stupat och 1 000 sårats. Av de sachsiska fångarna kom många att anställas i svensk krigstjänst och bildade ett bayerskt regemente och en fransk respektive en schweizisk bataljon.