Французский корпус маршала Ланна занял Йену практически без сопротивления 13 октября 1806 года. Наполеон спешно стягивал войска к городу, готовясь на следующий день атаковать пруссаков. Французский император поспешил занять позиции на ключевой высоте Ландграфенберг — по легенде, он сам с факелом в руках указывал артиллерии путь.
Сражение началось в 6 часов утра при приблизительном равенстве сил: 50–55 тысяч человек с каждой стороны. Пруссаки попытались развить активное наступление. Маршал Ланн отметил эффективность интенсивного залпового огня прусской пехоты, развёрнутой в линейном боевом порядке. Исследователь П. Хофшроёр справедливо указывает, что прусские войска сражались 8 часов и добились значительных тактических успехов. Истинная причина поражения заключалась не в превосходстве французской тактики, а в отсутствии управления армией со стороны главнокомандующего Гогенлоэ: отдельные соединения действовали разрозненно, без связи и взаимной поддержки. К полудню Наполеон стянул на поле боя свыше 90 тысяч человек, однако для разгрома хаотично отступавших прусских полков ему потребовалось всего около 54 тысяч.
Гогенлоэ с утра ожидал подхода 15-тысячного корпуса фон Рюхеля. Войска Рюхеля подошли к полю сражения лишь к 4 часам дня, когда полки Гогенлоэ уже беспорядочно отступали. Корпус Рюхеля вскоре разделил их судьбу.
Французы потеряли 7500 убитыми и ранеными. Потери пруссаков были значительно выше: около 20 тысяч человек (включая пленных и дезертиров) и 200 орудий.