Tháng 8 năm 1805, Napoléon đưa quân từ Eo biển Anh đến sông Rhein đánh Áo. Vào ngày 25 tháng 9, sau một cuộc hành quân bí mật và đầy háo hức, 20 vạn quân tinh nhuệ Pháp[23] vượt sông Rhine trên một vùng rộng 260 km (160 dặm).[24] Đây được xem là một trong những đợt chuyển binh quy mô lớn nhất trong lịch sử nhân loại.[25] Vào tháng 9 năm 1805, 8 Binh đoàn Pháp đã thọc sâu vào miền Nam Đức, xuyên suốt chặn đường từ xứ Hannover cho tới Rừng Đen.[26] Tướng Mack của Áo lúc này đang đóng tại Ulm, thuộc Schwaben (nay là miền Nam nước Đức). Napoléon I cho đại quân tiến về phía bắc, bọc hậu quân Áo và bắt giữ tướng Mack với cùng 23 nghìn quân Áo vào ngày 20 tháng 10 năm ấy, nâng tổng số tù binh Áo trong chiến dịch của ông lên tới 6 vạn binh sĩ.[24] Tuy vậy, vinh quang từ chiến thắng này đã bị mờ nhạt đi đôi chút bởi thất bại bi đát của liên quân Pháp - Tây Ban Nha trong trận thủy chiến Trafalgar - do Hải quân Hoàng gia Anh, đã khiến cho các quốc gia chống Pháp trở nên mừng rỡ. Tuy vậy, Phó Đô đốc Hải quân Anh là Horatio Nelson, Tử tước Nelson thứ nhất cũng đã hy sinh trong trận hải chiến này.[27] Với đại thắng trong trận thủy chiến Trafalgar, nước Anh đã nắm trọn quyền làm chủ trên biển.[25] Tuy nhiên, quân Pháp tiếp tục thành công trên đất liền khi kinh đô Viên thất thủ vào tháng 11. Người Pháp có thêm 10 vạn súng, 500 đại bác, và những cây cầu bắc qua sông Danube còn nguyên vẹn.[28] Chiến thắng lớn của quân Pháp trên bộ đã khiến cho Vua Friedrich Wilhelm III nước Phổ không thể làm đúng theo lời hứa của ông hồi đầu tháng 11, là phái 14 vạn quân đến hợp nhất với quân Áo và quân Nga trong vòng bốn tuần để chống nhau với quân Pháp.[29]

Trong cùng lúc đó, sự chậm trễ của quân Nga đã khiến họ không thể kịp cứu viện số quân Áo còn lại, vì vậy nên quân Nga rút về phía đông bắc để chờ thêm viện binh và kết hợp với các đơn vị quân Áo còn chưa bị tiêu diệt. Lúc này, tướng Nga Mikhail Illarionovich Kutuzov được Nga hoàng chỉ định làm Tổng chỉ huy quân Liên minh Nga-Áo. Vào ngày 9 tháng 9 ông lập tức có mặt ở nơi đóng quân để nắm tình hình. Kutuzov đã liên lạc với Hoàng đế Áo là Franz I, (tức Hoàng đế Đức Franz II, đưa Đại Công quốc Áo lên thành Đế quốc từ năm 1804) ông phê phán việc người Áo cố dồn mọi trách nhiệm chiến tranh cho quân Nga đồng thời thúc giục người Áo cung ứng gấp quân nhu, quân giới và đạn dược. Trước sự đốc thúc của Kutuzov, triều đình Áo đã hứa sẽ tích cực hơn trong việc chia sẻ gánh nặng. Một bất đồng khác là phần kế hoạch tác chiến. Kutuzov cho rằng "kế hoạch của người Áo rất giáo điều", không tính đến các hoạt động khác của quân Pháp. Ông cũng đề xuất kế hoạch của mình với tư tưởng chính là tấn công, không phòng thủ... tuy nhiên tất cả những đề xuất của Kutuzov đều bị bác bỏ.[30]

Về phía mình, sau thắng lợi ở Ulm quân Pháp nhanh chóng truy kích tàn quân Áo nhưng rồi Napoléon phát hiện ra rằng mình đang đứng ở vị trí không thuận lợi: trong khi Quân đội Nga thì còn nguyên vẹn, nước Phổ nằm gần đó hiện giờ vẫn chưa can thiệp nhưng có thể cũng sẽ tấn công quân Pháp, do Phổ đang dần dần trở nên bất bình trước sự bá quyền của Pháp.[29][31] Vốn trên đường đi đánh thành Viên, Napoléon I đã xâm phạm những lãnh thổ thuộc quyền kiểm soát của Vương triều Phổ.[31] Vả lại, quân Nga và quân Áo giờ đây đã hợp nhất. Một khó khăn nữa là đường dây liên lạc của Pháp giờ đã quá xa và cần đóng lại nhiều binh lính để duy trì. Đội quân Áo của Đại Quận công Karl vốn đang chinh chiến chống Pháp ở Ý thì đang trên đường về từ xứ Venezia.[31] Hoàng đế Napoléon I hiểu rằng ở tình huống này thì chỉ có một cách duy nhất để không lãng phí chiến thắng ở Ulm: đó là buộc liên quân phải giao chiến, và đánh bại họ.[32] Ông nhất quyết phải ra tay trước và làm nên thêm một trận thắng lớn nữa như trận Ulm.[33] Kutuzov cũng nhận ra điều đó, vì vậy ông bác bỏ thẳng thừng kế hoạch bảo vệ Viên bằng mọi giá, thay vào đó ông chủ trương rút lui để dụ quân Pháp vào sâu hơn nữa và sau đó sẽ đánh tan kẻ địch trong hậu phương - nơi người liên quân Nga-Áo có lợi thế về tiếp tế, hậu cần còn quân Pháp thì không. Kutuzov xuống lệnh cho P. I. Bagration chỉ huy 600 quân kìm chân người Pháp tại Viên và chỉ thị cho quân đội chấp nhận đề nghị đình chiến của tướng Pháp Murat nhằm kéo dài thời gian. Hoàng đế Napoléon đã nhận thấy sai lầm của Murat và ban lệnh cho Murat truy kích, nhưng trong thời gian quý báu đó, liên quân Nga-Áo rút sâu vào Olmütz và nếu theo đúng kế hoạch của Kutuzov, điểm dừng chân kế tiếp sẽ là Carpath[26] và "tại xứ Galicia, tôi sẽ chôn xương quân Pháp."[30] Ngoài ra, Bagration đã đạt được thắng lợi lớn cho kế hoạch kìm chân quân Pháp của Murat trong trận chiến ác liệt ở Schöngrabern.[34] Nhưng Nga hoàng Aleksandr I lại giận dữ trước kế hoạch của Kutuzov: "Vậy rốt cuộc là ông yêu cầu chiến đấu ở đâu đây, hả Kutuzov ?". Thậm chí, tướng Kutuzov còn muốn đợi cho đến khi Liên minh đã lôi kéo được người Phổ tham gia chiến tranh để đảm bảo đánh chắc thắng: "Thế nào đi nữa chúng ta sẽ có thể hội quân với người Phổ, chúng ta càng thêm thắng thế Napoléon". Ông cũng nói:[26]

Tuy nhiên, Aleksandr I không tin tưởng vào Kutuzov. Sa hoàng khát khao giao chiến, còn Franz I, vốn đang ngự tại Olmütz, cũng muốn đánh đuổi quân xâm lược ra khỏi kinh thành Viên. Kutuzov hiểu rõ rằng thái độ hung hăng của quân sĩ Đồng Minh, cũng như sự quá tự cao tự đại của họ kể từ khi đội Cận vệ Đế quốc Nga kéo tới mới đây sẽ tạo điều kiện cho Dolgoruki thắng thế. Napoléon I cũng không để yên, ông quyết định đặt bẫy để dụ Liên quân, cố tình cho Liên quân Nga - Áo thấy rằng quân đội của ông đang trong tình thế hiểm nghèo và đề nghị giảng hòa.[35] Chỉ có khoảng 53 nghìn quân Pháp - bao gồm các Binh đoàn của Soult, Lannes và Murat - sẽ chiếm lĩnh Austerlitz và con đường Olmütz, để nghi binh. Như vậy, với quân số đông đảo hơn hẳn (khoảng 89.000 lính), liên quân Nga-Áo rất có thể sẽ tấn công quân Pháp. Tuy nhiên, liên quân không hề biết rằng các đội viện binh của Bernadotte, Mortier và Davout vốn đã trên đường hành quân, và qua những cuộc hành quân thần tốc lần lượt từ Iglau và thành Viên họ dễ dàng tập kết với đại quân Pháp, khi ấy quân Pháp sẽ có đến 75.000 người, làm giảm nhẹ đáng kể yếu thế của nước Pháp về quân số.[36]

Để đánh lạc hướng, Napoléon I không "ra tay trước" bằng việc tập hợp một đoàn binh thật đông đảo và hùng hậu để mà đánh lại liên quân.[33] Trong khi ấy, dường như liên quân có vẻ nghi ngại trước các dấu hiệu "may mắn" bất ngờ này và ông quyết định tiếp tục nhử mồi. Vào ngày 25 tháng 11 năm 1805, ông cử tướng Savary đến đại bản doanh của quân Liên minh tại vùng Olmütz để bí mật xem xét tình hình toàn liên quân, đồng thời còn trình lên các lãnh đạo của liên quân một thông điệp của Napoléon I, mà theo đó vị Hoàng đế không muốn giao chiến. Đúng như dự đoán, liên quân chủ quan cho rằng đây là dấu hiệu của sự yếu thế của quân Pháp. Khi Hoàng đế Franz II khuyến khích ngừng bắn vào ngày 27 tháng 11 năm 1805, Napoléon tỏ ra hân hoan đón nhận lệnh hưu chiến. Cùng ngày hôm ấy, Hoàng đế nước Pháp huấn dụ cho Soult từ bỏ cả Austerlitz và cao điểm Pratzen và đồng thời giả vờ bối rối trước tình cảnh quân Pháp rút lui hỗn loạn, tạo điều kiện cho quân Liên minh chiếm lĩnh cao điểm. Có sách kể rằng cuộc giao chiến đầu tiên giữa hai bên xảy ra trong ngày hôm ấy, với kết thúc là chiến bại của đội tiền vệ Pháp, khiến quân Liên minh càng thêm chủ quan.[37] Trong ngày hôm sau (28 tháng 11), Napoléon cũng đề nghị sắp xếp một buổi tiếp kiến Nga hoàng Aleksandr I và tiếp đón một chuyến thăm của Bá tước Dolgorouki. Cuộc gặp gỡ này là một bước tiến kế tiếp của kế hoạch của Napoléon: một mặt ông cố tình ra ngoài doanh trại đón tiếp Dolgorouki (để ông ta không có cơ hội xem xét tình hình quân Pháp), mặt khác Hoàng đế Pháp đã khôn khéo thể hiện tất cả mọi dấu hiệu của một tâm trạng lo âu, bất an khi nói chuyện với các kẻ thù của mình.[36] Dolgorouki thậm chí còn tỏ ra hung hăng khi yết kiến Hoàng đế nước Pháp, và hai người có buổi đàm luận bí mật nên chẳng ai nghe nỗi những câu nói "xấc xược" của Dolgorouki.[38]

Khi trở về Dolgorouki trình tấu tất cả những nỗi niềm ấy cho Nga hoàng nhằm thể hiện một minh chứng nữa cho sự yếu kém của quân Pháp.[36][39] Kế hoạch của người Pháp đã thành công, liên quân Nga-Áo đã cắn câu. Nhiều sĩ quan Liên quân, bao gồm các sủng thần của Nga hoàng Aleksandr I và Tham mưu trưởng quân đội Áo là Franz von Weyrother, nhiệt liệt ủng hộ việc tấn công quân Pháp và Aleksandr I đã nghe theo ý kiến của họ.[39] Kế hoạch của Kutuzov bị bác bỏ. Do thái độ nóng vội của Aleksandr I, liên quân đã rơi vào cái bẫy của Hoàng đế Napoléon I.[30]