Главные силы французской армии выступили из Москвы по Старой Калужской дороге, прикрытые стоящим у Воронова арьергардом Мюрата. Не доходя до этого места несколько километров, армия свернула вправо и перешла на Новую Калужскую дорогу, обойдя, таким образом, тарутинскую позицию Кутузова.

В это время партизанский отряд Дорохова обнаружил на Новой Калужской дороге в районе деревни Фоминское дивизию Брусье; было принято решение нанести ей частное поражение, для чего из состава главных сил армии был отряжен 6-й пехотный корпус генерала Дохтурова. Его должны были поддерживать патизанские отряды Дорохова, Фигнера и Сеславина. Неожиданно капитан Сеславин обнаружил крупные силы французских войск, в том числе самого Наполеона с гвардией, примерно за четыре версты до Фоминского, о чем известил Дохтурова. Вечером этого же дня, 10 октября 1812 года, Дохтуров отправил Кутузову официальное донесение, а сам двинулся к Малоярославцу, чтобы преградить путь Наполеону к Калуге. На следующий день около 18 часов французы подошли к городу и заняли его своими передовыми постами. В тот же вечер русская армия покинула Тарутинский лагерь и двинулась к Малоярославцу, Дохтуров получил от Кутузова приказание занять город и удерживать его.

На рассвете Дохтуров атаковал французов силами двух егерских полков, французский дивизионный генерал Дельзон выслал подкрепление. Каждая из сторон вводила свои резервы по частям, постоянно усиливая свои войска. Город несколько раз переходил из рук в руки, порой русские выбивали французов до самого подножия крутых холмов, к реке Луже, на берегу которой стоит Малоярославец, но небольшие отряды, закрепившиеся в редких каменных строениях, продолжали удерживать его. Во время одной из атак погиб генерал Дельзон, в дело был введен весь корпус Богарне, подкрепленный еще двумя дивизиями корпуса Даву. К концу дня город остался за французами.

Французы чувствовали себя победителями, но русская армия успела к вечеру подойти к городу и занять позицию, преградив путь в Калугу. Наполеон после размышлений решил не давать Кутузову еще одно сражение, а приказал отступать через Верею на Можайск и далее на Смоленск по той же дороге, по которой шел на Москву.