Во время боя под Красным русская армия совершала ряд запутанных манёвров на рудненской и пореченской дорогах. 7-й корпус генерал-лейтенанта Раевского находился в Смоленске и должен был выступить. Однако из-за задержки 2-й гренадерской дивизии принца Карла Мекленбургского, выступил только в 8 вечера и успел, к счастью, пройти всего 15 километров.
На следующий день, 15 августа, Багратион получил послание от Неверовского о произошедшем бое и, оценив обстановку, начал разворачивать войска на Смоленск. Раевскому было приказано отправиться на поддержку Неверовского. Раевский миновал Смоленск, присоединил оставшихся солдат Неверовского и занял позицию в 6 километрах от Смоленска по дороге на Красный. Однако перед лицом всей французской армии было решено отступить в Смоленск, имевший хоть какие-то укрепления.
В ночь с 15 на 16 августа Раевский с 15 тысячами занял предместья Смоленска. Из госпиталей было взято несколько сотен выздоравливающих и легкораненых. Барклай-де-Толли и Багратион находились в 30—40 км от города и могли оказать поддержку лишь на следующий день.
Смоленск с населением 15 тысяч жителей располагался на склоне левого (южного) берега Днепра, на правом берегу находилось только Петербургское предместье. Ещё при царе Борисе Годунове город был окружен стеной из белого камня и кирпича высотой 7—8 м и толщиной не менее 3 м, с несколькими проломами и 3 воротами. Были также полуразрушенные земляные укрепления бастионного типа. Предместья из деревянных построек опоясывали город с юга полукольцом от Днепра до Днепра. Однако ни стены, ни укрепления не имели необходимых фортификационных сооружений для размещения артиллерии, поэтому оборонительные бои произошли преимущественно в предместьях.
16 августа
Утром 16 августа, в 8 часов, со стороны Красного показались 3 колонны французов под командованием маршала Нея. Как пишет в мемуарах французский генерал Сегюр: «Вид Смоленска воспламенил пылкий энтузиазм маршала Нея, не без основания на ум приходили чудеса войны с Пруссией, когда целые крепости падали перед саблями нашей кавалерии».
Французы, полагая в городе только потрёпанную дивизию Неверовского, с ходу попытались атаковать Смоленск, но откатились, потеряв целый батальон. Основной удар пришёлся на Красненское предместье и королевский бастион (пятиугольное насыпное укрепление, построенное ещё польским королём Сигизмундом III в юго-западном углу), которые защищала дивизия Паскевича. К полудню появилась вся армия Наполеона, и начался обстрел города. Обстрелу подвергались в основном старые стены крепости, так что русские войска, расположенные в основном в предместьях и во рву, окружающему город, не понесли больших потерь от огня.
К 4-м часам дня к Смоленску подтянулся корпус маршала Даву. Атак на Смоленск в этот день не производилось, кроме беспокоящего обстрела. Наполеон готовил войска к генеральному сражению в поле перед городом.
Около 5 часов дня на противоположном (правом) берегу Днепра показалась 2-я армия Багратиона. Ближе к вечеру Раевский получил подкрепления в виде 2-й кирасирской и 2-й гренадерской дивизий. К вечеру прибыл к Смоленску и Барклай-де-Толли с войсками.
Позиция для генерального сражения в районе Смоленска была невыгодна для русской стороны. Имея значительно превосходящие силы, Наполеон мог обойти русскую армию с востока, вынудив её отступать по неподготовленной дороге на север, или вступить с меньшими силами в сражение с предсказуемым результатом. Вечером Барклай-де-Толли, опасаясь быть отрезанным от Московской дороги, решил отправить армию Багратиона к Валутину для защиты путей отхода. С оставшимися 75 тысячами войск Барклай-де-Толли мог наблюдать за развитием событий с правого берега Днепра, ничем не рискуя.
Сражение за Смоленск по замыслу Барклая-де-Толли превратилось в арьергардный бой с целью задержать противника и нанести ему как можно больший урон.
Благодаря случайной задержке корпуса Раевского и мужеству солдат Неверовского, первый день сражения стал русской победой.
Корпус Раевского в ночь с 16 на 17 августа был сменён 6-м корпусом генерала от инфантерии Дохтурова, которому дополнительно придали 27-ю дивизию Неверовского, 3-ю дивизию Коновницына и одну бригаду дивизии Колюбакина. Войска разместили резервы под прикрытием стен в каменном городе, русская артиллерия в большом числе заняла земляные бастионы перед стенами крепости. Для поддержки обороняющихся на высотах правого берега Днепра были установлены сильные батареи. Город на левом берегу прекрасно просматривался с высот другого берега.
17 августа
Утром Наполеон, зная о присутствии всей русской армии, ожидал выхода противника в поле для генерального сражения. Когда ему донесли об отходе армии Багратиона, он лично прибыл на Шеин остров наблюдать передвижение русских войск. После этого он приказал найти брод для переправы и последующего удара в стык русских армий с целью их разъединения. После того, как броды не были найдены, причём несколько лошадей утонуло, он приказал начать бомбардировку и в 1 час дня повёл атаку на город с разных сторон. Французы овладели предместьями, однако не могли продвинуться дальше старой крепостной стены. Наполеон велел артиллерии пробить брешь в стене, но эта попытка не удалась, хотя местами палили из пушек почти в упор. По воспоминаниям графа Сегюра, осколки 12-фунтовых ядер рикошетили в ров перед стеной, вынуждая русских покинуть это укрытие. Снаряды зажгли предместья и постройки в самом городе. Атакующие французы несли большие потери.
Из мемуаров бригадного генерала графа Сегюра:
«Развёртывая штурм, наши атакующие колонны оставляли длинный и широкий след из крови, раненых и мёртвых. Говорили, что один из батальонов, повёрнутый флангом к русским батареям, потерял целый ряд в своём подразделении от единственного ядра. Двадцать два человека пали разом».
Большая часть французской армии наблюдала за штурмом с окружающих высот и аплодировала атакующим колоннам, стараясь поддержать их морально.
Около 2 часов дня Наполеон приказал польскому корпусу Понятовского атаковать Малаховские ворота и восточные предместья вплоть до Днепра. Поляки легко захватили предместья, но усилия их проникнуть в город остались бесплодными. Понятовский приказал было большой батарее стрелять по мосту на Днепре, чтобы прервать сообщения русских армий, но русская артиллерия из-за реки поддержала городские орудия и заставила поляков прекратить обстрел. По воспоминаниям генерала Ермолова, инспектировавшего в тот день войска в Смоленске, поляки понесли особенно тяжёлые потери от русского артиллерийского огня.
Войска корпуса маршала Даву при содействии поляков повели настойчивый приступ против Малаховских ворот, переходя через сухой ров и оттесняя русских в город. Русская армия уже не контролировала предместья, сражалась в пределах крепостных стен. Французы укрылись под стенами от артиллерийского огня, но несли потери от ружейного. На помощь Дохтурову была послана 4-я пехотная дивизия герцога Евгения Вюртембергского, что помогло выправить ситуацию. Егерский полк 4-й дивизии вышел за пределы стен и прицельным обстрелом ослабил натиск французов. За Смоленск сражалось до 25 тысяч русских солдат. К 8 часам вечера Наполеон отозвал войска, так и не прорвавшиеся в крепость.
Французы установили против города 100 орудий и открыли бомбардировку. Город загорелся, по улицам двигались повозки тысяч беженцев, покидавших город. В церквях третьи сутки подряд шла служба.
Уже в темноте была отражена ещё одна атака французов. Смоленск и мост через Днепр оставались в русских руках. За этот день русские потеряли 4 тысячи человек.
18 августа
На военном совете в ночь с 17 на 18 августа высказывались различные варианты дальнейших действий. Рассматривалось продолжение обороны, а возможно даже наступление на французов. Однако было сочтено нецелесообразным продолжать оборону сгоревшего города. Клаузевиц комментирует обстановку на 18 августа:
«Барклай достиг своей цели, правда, чисто местного характера: он не покинул Смоленска без боя… Преимущества, которыми располагал здесь Барклай, заключались, во-первых, в том, что это был бой, который никоим образом не мог привести к общему поражению, что вообще легко может иметь место, когда целиком ввязываются в серьёзный бой с противником, обладающим значительным превосходством сил… Потеряв Смоленск, Барклай мог закончить на этом операцию и продолжить своё отступление».
В ночь с 17 на 18 августа 1-я русская армия отошла к северу по дороге к Поречью, а Дохтуров успел очистить Смоленск и уничтожить мост. С утра 18 августа французы под прикрытием артиллерийских батарей перешли Днепр бродом около моста и заняли выгоревшее Петербургское предместье. Русский арьергард безуспешно попытался выбить французов, под охраной которых сапёры быстро восстанавливали мост.
Багратион оставил свою позицию на Валутиной горе и двинулся на Дорогобуж по Московской дороге, к Соловьевой переправе через Днепр, освобождая путь 1-й армии. Армия Барклая-де-Толли выходила на Московскую дорогу кружным путём, сначала на север к Поречью, потом свернула на юг и вышла на Московскую дорогу. Из Смоленска Московскую дорогу прикрывал арьергард в несколько тысяч человек под командой генерал-майора Тучкова 4-го, на который сильно насел французский авангард под командованием маршала Нея.
Чтобы дать возможность всей 1-й армии выйти на Московскую дорогу, 19 августа Барклай-де-Толли провёл кровопролитное оборонительное сражение у Валутиной горы близ реки Колодни.
Итоги Смоленского сражения
Педантично по-военному дал оценку Смоленскому сражению Карл фон Клаузевиц:
"Здесь мог произойти лишь частный бой, который не мог внести изменения в общее положение обеих сторон, выражавшееся в наступлении французов и отступлении русских… Бои под Смоленском, как мы видели, приняли форму и оборот, вполне отвечавшие для русских смыслу кампании 1812 г., однако, даны они были большей частью из побочных сражений и без отчётливого понимания перспектив этой кампании».
20—22 августа разрушенный Смоленск очистили от трупов. Эту неблагодарную задачу Наполеон поручил 8-му Вестфальскому корпусу как наказание за промедление в сражении у Валутиной горы.
25 августа Наполеон в карете выехал из Смоленска. Уже в Дорогобуже начались пожары; Вязьма покинута жителями, а через 2 часа после вступления французов и здесь вспыхивают пожары. Гжатск совершенно пуст. Вся местность, через которую проходит Великая Армия, опустошена отчасти жителями, отчасти самим неприятелем. Именно развёртывание всенародной войны Клаузевиц туманно назвал: «форма и оборот, вполне отвечавших для русских смыслу кампании».
В надписи на 8-й стене галереи воинской славы храма Христа Спасителя указано, что русские потеряли в Смоленском сражении 2 генералов убитыми и 4 ранеными, 6 тысяч нижних чинов выбыло из строя. Потери в 6 тысяч солдат приводит генерал-квартирмейстер полковник Толь. Барклай-де-Толли написал о том, что в наиболее ожесточённый день битвы, 17 августа, русские потеряли 4 тысячи. Если ограничивать Смоленское сражение 16—17 августа и не считать раненых в госпиталях Смоленска (потери в более ранних сражениях), то потери русской стороны согласно достоверным свидетельствам, составляют около 6 тысяч человек. В это число не входит потеря 1500 солдат дивизии Неверовского при отступлении из Красного 14 августа.
Потери французов советские историки указывают в 20 тысяч человек, следуя за Клаузевицом, который дал такую оценку на основании сокращения численности Великой Армии за время от Смоленска до Бородино. Оценка Клаузевица очень неточная из-за больших небоевых потерь французской армии на марше. Инспектор смотров при Главном штабе Наполеона, барон Денье, оценил потери Наполеона в 12 тысяч человек. Его показания можно принять за наиболее достоверные, так как через него проходили рапорты корпусных командиров о потерях. Именно на его цифрах основывается наиболее распространённая оценка потерь французской армии при Бородино, хотя она и оспаривается многими историками как заниженная.
