Маршал Ней не знал, что в нескольких километрах от его штаб-квартиры на другом берегу Дуная находится генерал Макк со своим штабом и что лежащие перед ним мосты должны служить переправой для наступающих главных сил австрийцев. Поэтому он направил на Гюнцбург только одну 3-ю дивизию генерала Малера, 1-ю и 2-ю дивизии послал в сторону Ульма и Лангенау, а остальные войска оставил на своих местах. Выполняя приказ маршала, дивизия Малера утром 9 октября двинулась по направлению к Гюнцбургу. На подходе к городу Малер разделил свои войска на три колонны, каждой из которых поручалось захватить один из мостов. Около Гюнцбурга по левому берегу французская пехота вынуждена была двигаться по узким дорогам, идущим через низину, болота, кустарники и несметное количество ручьев.
В результате 1-я колонна, которая должна была атаковать мост выше основной переправы, сбилась с дороги и, проплутав среди болот, повернула назад. 2-я колонна во второй половине дня вышла к центральному мосту у города, атаковала охранявших его тирольцев, но, встретив сильное огневое противодействие, отошла. Зато 3-я колонна бригадного генерала Лабоссе, как и первая, тоже сбилась с дороги и вышла к Дунаю совсем не там, где предполагалось. С удивлением французы увидели неизвестный им мост, который лихорадочно восстанавливали австрийские саперы. Дождавшись, когда противник частично наладил переправу, французские гренадеры внезапной атакой захватили мост и заняли позицию на правом берегу, где до самой темноты отбивали контратаки австрийцев.
Невероятно, но это произошло. Одна дивизия, а вернее, один полк отобрал переправу под носом у главных сил австрийской армии, причем их главнокомандующий находился в самом Гюнцбурге. Более того, на следующий день растерявшийся Макк отвел значительную часть своих войск к Ульму, притянув туда и корпус Иелачича.
В результате всех этих «маневров» Наполеон никак не мог нащупать противника и понять его намерения. Дело в том, что император, как уже говорилось, судил о противоборствующей стороне на основании строгой логики, вполне применимой к действиям умелого и храброго полководца. Поэтому он предполагал, что поставленные к опасное положение обходом превосходящих сил австрийцы будут выходить из него только тремя возможными способами: прорываться назад, на восток, напрямую через Аугсбург; уходить из-под удара на юг, в Тироль; прорываться на северо-восток по левому берегу Дуная. Сам Наполеон предпочел бы первый путь, и поэтому он прежде всего готовился к противодействию подобным движениям противника. Второй, куда более безопасный для армии Макка, был крайне невыгоден стратегически, так как он уводил в сторону от театра военных действий, надолго исключая возможность участия в войне. Наконец, третий путь Наполеон считал слишком дерзким и потому не особенно его опасался.
10 и 11 октября никаких новостей о движении австрийцев на прорыв не поступило. Равным образом спокойствие у Нея на левом берегу и тем более достаточно легкое овладение мостами под Гюнцбургом подтверждали, что неприятель безразличен как к левому берегу Дуная, так и к переправам, за которые он до последнего должен был бы стоять в случае принятия им третьего варианта. Отсюда с очевидностью вытекало, что противник решил осуществить второй, самый осторожный вариант и что он уходит в Тироль. Значит, он выскользнул из-под удара. Что ж, нужно было использовать ту ситуацию, которая сложилась... Приказы, отданные императором 10—11 октября, можно резюмировать следующим образом. «Великая армия» делилась на три группы корпусов. Первая, из корпуса Бернадота и баварцев, должна была преследовать Кинмайера и освободить столицу Баварии — Мюнхен. Вторая, из корпусов Ланна, Нея и части резервной кавалерии под общим командованием Мюрата — «держать шпагу в спину» отступающего Макка. Третья, самая большая, из корпусов Сульта, Даву, Мармона, двух дивизий пешей кавалерии и гвардии, должна была занимать центральное положение до дальнейшего выяснения обстановки. Австрийцы оставили там гарнизон, а сами ушли на юг, считал Наполеон.
Известный русский военный историк Леер очень верно заметил, говоря о Макке: «Если на войне трудно разгадать противника толкового, то еще труднее относительно бестолкового...» Наполеону и в голову не могло прийти, что австрийцы не предпринимают экстренных мер в катастрофической для них ситуации. Макк, который именно в эти дни получил от своего государя подтверждение своих фактических полномочий главнокомандующего, вместо стремительных маршей топтался на месте.
10 октября его войска сконцентрировались в Ульме, а в ночь с 11-го он решил их вновь перегруппировать и начать новый маневр, на этот раз опять по левому берегу.
11 октября из Ульма выступил авангард генерала Кленау, а за ним последовали остальные войска, кроме Иелачича, который должен был прорваться в Форарльберг.
Утром того же дня французский генерал Дюпон получил от маршала Нея приказ двигаться своей дивизией (6400 человек и 14 орудий) на Ульм и занять город, в то время как весь остальной корпус Нея собирался переправиться на правый берег. Не подозревая, что его единственная дивизия идет прямо на всю австрийскую армию, Дюпон к полудню приблизился к Хаслау, небольшой деревушке, лежащей в 6 километрах севернее Ульма, и здесь столкнулся с авангардом Кленау. Генерал Дюпон мужественно вступил в бой с австрийцами, которые значительно превосходили его в силах. В результате сражения он вынужден был отступить на Альбек, потеряв 2000 человек убитыми и ранеными, но и сам захватил множество пленных.
Дезориентированный этими событиями Макк решил, что за Дюпоном как раз и следуют главные французские силы, и поспешно отдал приказание войскам вернуться обратно в ульмский укрепленный лагерь, приняв решение — на другой день начать отступление в Богемию. Этот маневр Макк решил прикрыть демонстрацией отряда Шварценберга по правому берегу, а войсками Иелачича — вдоль левого берега реки Иллер. Однако, когда корпус Иелачича в течение 13 октября уже отошел на переход от Ульма, Макк, под влиянием «подтвердившихся» ложных слухов о высадке английского десанта на берега Франции и начавшимся в связи с революцией в Париже отходом французов к Рейну, приказал своим войскам вновь сосредоточиться в ульмском укрепленном районе.
Теперь Наполеон полностью владел обстановкой и был уверен в успехе. Из Мюнхена он писал Мюрату: «Дело идет не о том, чтобы бить врага, но необходимо, чтобы враг не ускользнул от него... Этот день должен быть в десять раз более знаменит, чем день Маренго».
14 октября, имея под Ульмом 120 000 человек, император начал окружение противника. На отдельных участках произошел ряд стычек, которые закончились для австрийцев потерей нескольких тысяч человек и сжатием кольца к 16-му числу. Генерального сражения, в сущности, так и не было. После начавшегося артиллерийского обстрела Ульма Макк 17 октября лично отравился к Наполеону и заявил о своем решении капитулировать.
Французам было сдано 23 000 человек и 59 орудий. Отряд генерала Вернека, преследуемый Мюратом и окруженный им под Трахтельфильгеном, также вынужден был капитулировать, сдались в плен 8000 человек. Только Иелачич с 5000 солдат прорвался к югу, а эрцгерцог Фердинанд и генерал Шварценберг с 2000 конницы сумели ночью ускользнуть из Ульма на север. Общие потери австрийцев составили около 50 000 человек, Наполеон потерял только 6000. Так закончилась Ульмская операция. Оставшаяся лицом к лицу перед превосходящими силами французов Дунайская армия французов перестала существовать.