Den 15. oktober angrep Neys tropper leiren ved Michelsberg, og den 16. begynte de franske styrkene et bombardement av selve Ulm. Den østerrikske moralen var lav, og Mack begynte å innse at det var lite håp igjen. Den 17. oktober undertegnet en fransk utsending, Philippe-Paul de Ségur, en avtale med Mack hvor østerrikerne godtok å overgi seg den 25. oktober 1805 om de ikke innen det hadde fått unnsetning. Mack fikk etterhvert nyhetene om nederlagene ved Heidenheim og Neresheim, og godtok å overgi seg fem dager før avtalt. Femten hundre soldater fra den østerrikske styrken klarte å unnslippe, men hoveddelen marsjerte ut av Ulm den 21. oktober og la ned sine våpen, mens de franske styrkene sto i en stor halvsirkel og så på (se maleri i infoboksen). Offiserene fikk lov å forlate stedet hvis de signerte et skriv hvor de godtok å ikke kjempe mot Frankrike. Mer enn ti generaler deltok i denne avtalen, blant dem Mack, Johann von Klenau, Maximilian Baillet von Latour, prinsen av Liechtenstein og Ignaz Gyulai.