Французские полки маршала Даву, развернувшись в боевые порядки, пошли в атаку на Кляйн-Заусгартен и Зерпаллен, атаковав левый фланг армии Беннигсена. Французам ценой невероятных усилий удалось сбросить русских с высот близ деревни Кляйн-Заусгартен, господствующих над этой частью поля сражения, и, выбив врага из самой деревни, двинуться в направлении деревни Ауклаппен и леса под таким же названием. Селения Кляйн-Заусгартен и Зерпаллен переходили из рук в руки несколько раз. Но французам всё-таки удалось прорваться к Ауклаппен. Для русской армии возникла явная угроза выхода французов в её тыл, и Беннигсен вынужден был, постепенно ослабляя центр, перебрасывать свои войска к левому флангу, чтобы избежать обхода. Заметив, что значительная часть русских резервов сконцентрировалась против Даву, Наполеон нанёс удар по центру русской армии силами 15-тысячного корпуса Ожеро. В этот тяжелый момент начальник артиллерии правого крыла русских генерал Кутайсов направил с правого крыла к Ауклаппену три конно-артиллерийские роты под командованием подполковника Ермолова. Огнём 36 орудий подоспевшая батарея остановила французскую пехоту. После чего в результате последовавшей контратаки русские вновь овладели Ауклаппеном и закрепились в нём.
В 17 часов вечера на поле боя показались передовые части прусского корпуса Лестока. Подойдя на помощь войскам Остермана-Толстого, пруссаки перешли в атаку. Почти на всех пунктах русского левого фланга французы были отброшены, и смогли с большим трудом удержаться лишь у Кляйн-Заусгартен, откуда их так и не удалось выбить. На этом сражение при Прейсиш-Эйлау фактически закончилось. До позднего вечера продолжалась канонада с обеих сторон, но обессилевшие армии уже не помышляли о возобновлении битвы. Ночью русские войска начали отход. Французы уже не имели сил препятствовать этому.
Потери сторон в этом сражении были весьма значительны: французы потеряли около 30 тысяч человек, а русские и пруссаки примерно 26 тысяч.16 Хотя в сражении ни одна из сторон не одержала решительной победы, тем не менее, поскольку ни одна из целей, которые ставил перед собой Наполеон, атакуя Беннигсена, не была достигнута, то несомненно, что Беннигсен одержал стратегический успех. В сражении под Прейсиш-Эйлау русская армия нанесла первый крупный удар по непобедимой армии Наполеона. Беннигсен, конечно, не выиграл сражения, но уже то, что и Наполеон не вышел из него безоговорочным победителем, свидетельствовало о моральной победе русского воинства.