Rạng sáng ngày 15 tháng 8, thiếu tá Hundt dẫn 200 lính khinh kỵ Phổ đi trinh sát dọc theo hạ lưu sông Katzbach. Họ phát hiện cánh quân Áo của tướng Laudon đã vượt sang bờ bắc và chuẩn bị tấn công. Ngay lập tức, Hundt phi ngựa về cấp báo cho Friedrich rằng quân Laudon đang áp sát doanh trại từ hướng đông bắc.[19] Friedrich chỉ thị cho Ziethen tiếp tục để quân cánh phải nhìn sang hướng tây-nam hòng đề phòng quân Daun, còn bản thân nhà vua dàn cánh trái (gồm 3 lữ đoàn với khoảng 14 – 15 nghìn quân) thành đội hình chiến đấu đối diện với quân Laudon. Ở trung tâm trận tuyến, Friedrich bài trí một khẩu đội pháo hạng nặng 12 pao trên đồi Reh-Berg và đặt các tiểu đoàn bộ binh của lữ đoàn "Friedrich" ở hai bên hông đồi. Cánh trái (phía nam) và cánh phải (phía bắc) của đội hình lần lượt được các lữ đoàn "Saldern" (gồm trung đoàn Alt-Braunschweig và tiểu đoàn 2 Wedel) và "Anhalt-Bernburg" (gồm các trung đoàn Thân vương Ferdinand và Anhalt-Bernburg) trấn giữ; cả hai cạnh sườn đều có kỵ binh yểm trợ.[18]

Trong lúc việc triển khai đội hình quân Phổ chưa hoàn tất, lực lượng kỵ binh cánh phải của Laudon di chuyển vào khu vực giữa Pohlsschildern với Bienowitz và bắt gặp kỵ binh sườn trái Phổ. Quân kỵ binh Áo đánh tan Trung đoàn khinh kỵ Ziethen và Trung đoàn long kỵ Krockow, nhưng không thắng được quân thiết kỵ Phổ. Cùng với các đơn vị thiết kỵ, trung đoàn bộ binh Anhalt-Bernburg đã ôm lê xông lên phản công và phá vỡ kỵ binh Áo. Đây là một trường hợp hiếm có trong lịch sử quân sự phương Tây khi mà kỵ binh bị bộ binh tấn công.[18] Cùng lúc đó, quân cánh trái Áo chiếm lĩnh Panten và bẻ gãy một đợt phản kích của bộ binh Phổ, nhưng sau đó bị pháo binh của Friedrich ghìm chân.[18][16] Các diễn biến này đã làm Laudon rất kinh ngạc vì ông ta tưởng địch vẫn đang cắm trại tại những nơi họ đứng chân trước ngày 14. Mặc dù trận đánh khởi đầu không mấy suôn sẻ cho người Áo, Laudon quyết định tiếp tục tấn công. Ông ta xuống lệnh cho lực lượng trung tâm tiến đánh trận địa địch, nhưng đến lượt lực lượng này cũng bị chôn chân trước hỏa lực bộ binh và pháo binh Phổ. Những loạt đại bác hạng nặng của Phổ đã gây thương vong ghê gớm cho các đơn vị pháo binh và bộ binh Áo.[18][16][19]

Lúc 4h sáng, Friedrich phát động phản kích trên toàn tuyến. Bên cánh phải, trung tướng Wied xua các tiểu đoàn Alt-Braunschweig, Rathenow và Nymschofsky tấn công đánh bật quân cánh trái Áo khỏi Panten[20]. Cùng lúc đó, ở cánh trái Phổ, trung đoàn Anhalt-Bernburg phối hợp với trung đoàn bộ binh Thân vương Ferdinand và trung đoàn thiết kỵ Thân vương Heinrich xuyên thủng hàng ngũ bộ binh Áo.[21] Bản thân Friedrich cũng trực tiếp tham gia chiến đấu cùng các binh sĩ Phổ; con ngựa của ông ta đã bị thương do trúng đạn hỏa mai và 2 viên tùy tùng của ông ta thiệt mạng do đạn pháo Áo.[20] Để ngăn chặn đà phản kích của quân Phổ, Laudon tung một bộ phận kỵ binh Áo đánh thốc vào đội hình đối phương. Kỵ binh Áo đã tiêu diệt một tiểu đoàn bộ binh, gây tổn thát lớn cho một trung đoàn bộ binh và tịch thu 10 hiệu kỳ của Phổ. Cuộc xung kích của kỵ binh Áo cuối cùng cũng bị các tiểu đoàn bộ binh và 2 trung đoàn kỵ binh Phổ bẻ gãy.[21] Lúc 6h, Laudon rút toàn bộ lực lượng qua sông Katzbach và động thái này đã đặt dấu chấm hết cho trận đánh.[22]

Cuối ngày 14 – đầu ngày 15 tháng 8, lực lượng chủ lực Áo tổ chức hành quân về phía đông bắc, nhằm hợp lực với Laudon tiêu diệt quân Phổ trên hướng tây Liegnitz.[21][16] Lúc 3h sáng ngày 15, Daun nhận được tin quân Phổ đã bỏ trống doanh trại cũ. Daun quyết định tiếp tục tiến về Liegnitz để tìm diệt đối phương, nhưng do gặp nhiều trục trặc trong việc duy trì kỷ luật đội ngũ nên cuộc hành binh bị hoãn từ 3h tới 5h sáng.[23][3][6] Lúc 5h, quân chủ lực Áo bắt đầu di chuyển về Liegnitz[16][23]. Đạo quân tiên phong của Daun bị khựng lại khi họ gặp sông Schwarzwasser – một phụ lưu phía bắc sông Katzbach, vì sông này có ít chỗ cạn và tướng Phổ Ziethen đã cho đại bác nã vào tất cả những vị trí có thể được dùng để vượt sông. Một số đơn vị khinh kỵ và long kỵ Áo đã vượt qua được một bãi cạn gần Rüstern, nhưng họ vừa sang đến bờ bắc thì bị kỵ binh Phổ tiêu diệt. Daunh đành cho quân dừng lại và chờ tin từ đạo quân của Laudon. Lúc 7h, Daun được cấp báo về sự thua trận của Laudon; và ngay sau đó, quân chủ lực Áo rút lui về vị trí xuất phát.[16][23][6]