Прусские войска приняли все меры, чтобы отрезать русским войскам пути к отступлению. В случае же неудачи пруссаков Фридрих имел возможность отступить к Кюстрину. Сражение началось в 8 часов утра ожесточённой канонадой. Прусские войска построились косым боевым порядком. Неудобство позиции, которую пришлось менять вследствие прекрасно выполненного Фридрихом обходного маневра, предоставляло пруссакам отличные возможности для артиллерийского обстрела. Кроме того, оба крыла русской армии оказались разделены глубоким оврагом, лишавшим войска манёвра к отступлению.
В начале сражения прусская пехота обрушилась на правый фланг Фермора. Русская конница отразила удар, но вскоре сама была опрокинута подоспевшей кавалерией прославленного прусского военачальника Фридриха Вильгельма Зейдлица. Отступавшая русская конница подняла тучу пыли и дыма, затруднивших видимость. Из-за пыли она не была вовремя распознана и попала под обстрел со стороны русских артиллеристов и пехотинцев. Затем русские войска были атакованы прусской конницей с фланга, фронта и тыла, но, несмотря на это, проявили необычайное мужество, сохранив строй и выдержав все атаки пруссаков. Особенно сильные неприятности испытывали русские на правом фланге, где Зейдлиц сумел захватить несколько артиллерийских батарей.
После этого прусская пехота по приказу Фридриха атаковала левый фланг русских войск. Несмотря на мощь прусской атаки, удар был отражён и прусская пехота на левом фланге была обращена в бегство. Успехи русских на левом фланге, однако, были частично нивелированы атакой прусской конницы Зейдлица, потеснившей русскую пехоту, до этого твёрдо стоявшую на месте. Атака прусской кавалерии на этом фланге была сорвана блестящей контратакой русской тяжёлой конницы генерала Т. Демику, захватившей несколько батарей и заставившей капитулировать один прусский батальон. Сражение было невероятно ожесточённым с обеих сторон и продлилось до ночи. Несмотря на нераспорядительность главнокомандующего Фермора, позволившего прусским войскам обойти русскую позицию с тыла, русская армия сдержала противника. В особенно блестящем виде проявилась тут стойкость русской пехоты, атакованной массами неприятельской конницы, которой руководил барон Ф. В. Зейдлиц.
В бою у Цорндорфа потери у русских войск составили 16 тыс. человек, у прусских — 12 800.[1] В этом сражении был ранен будущий светлейший князь Г. Г. Орлов. В прусских источниках численность русских войск и их потери значительно и последовательно преувеличивались, причём ложные данные сообщались самим Фридрихом II, склонным к преувеличениям в своих реляциях: так, было объявлено, будто русские войска насчитывали 70 тыс. человек, что намного превышает их реальную численность, а их потери составили 20-22 тыс. Фридрих II сперва объявил о потере Фермором 18 тыс., однако через несколько дней докладывал, что победил 70 тыс. русских, которые только убитыми потеряли 20 тыс. Ещё через два дня он заявил уже о победе над 80 тыс. русских, а их потери убитыми довёл до 26 тыс. Наконец, в письме своей сестре он изменил и эти цифры, сообщив, что русских убито 30 тыс., а битва завершилась его "великой победой".[1] Было объявлено о захвате 103 русских орудий, хотя русские данные отмечают потерю лишь 30 пушек.[2] По итогам сражения ни одна из сторон не была разгромлена. Отразив нападение пруссаков и принудив их к отступлению, а также сохранив обороняемую позицию, Фермор считал себя победителем. Он отпраздновал победу в своём лагере,[3] отправил в Санкт-Петербург письмо с сообщением об успешном отражении неприятеля и, построив войска в две колонны, направился в сторону Ландсберга на сближение с войсками графа П. А. Румянцева, чтобы пополнить свои запасы.[4] Фридрих не замедлил воспользоваться этим и также заявил о своей победе, представив уход русских войск как бегство, хотя в действительности войска Фермора строились и маршировали в идеальном порядке, не придавая значения неприятелю, а пруссаки не чинили им ни малейших препятствий, избегая повторного столкновения.[1] В Санкт-Петербурге и столицах союзных государств, Вене и Париже, праздновали победу над Фридрихом.[3]
Ожесточённость сражения у Цорндорфа, где была потеряна треть прусской армии, произвела сильное впечатление на короля; если ранее Фридрих рассматривал как своего наиболее опасного противника австрийскую армию, то после Цорндорфа одной из главных угроз считал армию России и в своей корреспонденции с опасением отмечал "свирепость" русских.[5]
Фридрих II в битве при Цорндорфе
Сражение при Цорндорфе
Карта сражения при Цорндорфе
Цорндорф (Сарбиново). Снимок сделан с того пути, которым шли полки прусского центра в атаку на русские позиции, располагавшиеся в поле за деревней.