Битва началась с артиллерийской перестрелки. Затем правое крыло шведов двинулось к Брейтенфельде, а саксонцы на левом крыле подверглись атаке имперских мушкетеров и фланговой атаке кавалерии Фюрстенберге и обратились в бегство, оставив в руках неприятеля всю свою артиллерию. После этого армия Тилли стала теснить левый фланг шведской армии, обнажившийся после отступления саксонцев, а конница Паппенгейма атаковала успешно продвигавшиеся вперед войска Баннера. Однако шведские мушкетеры сосредоточенным огнем отразили семь атак неприятельской конницы. После этого контратака шведской кавалерии вынудила Паппенгейма отойти. Тогда Тилли атаковал тремя бригадами центр шведского войска, но артиллерия Густава Адольфа с дистанции в 300 м расстреляла атакующих. Имперская пехота обратилась в бегство, бросив на поле боя всю свою тяжелую артиллерию. Потери имперцев составили 8 тысяч убитыми и ранеными и 5 тысяч пленными. Потери саксонцев убитыми достигли 2 тысяч человек, а шведов погибло только 700 человек. Почти все пленные влились в ряды шведской армии, что компенсировало ее потери в сражении.
В этой битве шведы впервые применили элементы линейной тактики, которая позволяла гораздо более эффективно использовать огнестрельноеоружие, чем колонны, которым остался привержен Тилли. После Брейтенфельда построение войск в длинную линию с артиллерией, выдвинутой вперед или расставленной в интервалах между пехотой, стали использовать все европейские армии.
В результате победы над Тилли Густав Адольф занял всю Саксонию и двинулся на юг Германии. Весной 1632 года в Баварии на реке Лех он вторично разбил имперскую армию. В этой битве Тилли был смертельно ранен и в апреле скончался в крепости Ингольштадт. В мае под контроль шведов перешли Мюнхен и Аугсбург, а саксонцы заняли Прагу. Однако поборы и грабежи вызвали восстание местного населения против войск Густава Адольфа. Летом шведский король вынужден был покинуть опустошенную Баварию и отступить на север.
Тем временем император Фердинанд II поручил формирование новой армии Альбрехту Валленштейну, герцогу Фридландскому, которому было присвоено звание генералиссимуса. Валленштейн вскоре изгнал саксонцев из Праги и затем вторгся в Саксонию. Туда же двинулся и Густав Адольф. В октябре 1632 года он достиг Эрфурта и расположился лагерем за рекой Заале. Валленштейн решил, что шведы собираются устроить там зимние квартиры, и рассредоточил свои войска. Отряд Паппенгейма он отправил в Галле, а хорватский полк Р. Колллередо оставил в Вейсенфельсе наблюдать за шведами. Главные силы имперской армии разместились между Заале и ручьем Флосгратен, недалеко от Мерзебурга. Густав Адольф, узнав, что неприятель разделил свои войска, пошел к Вейсенфельсу. Коллередо, заметив передвижение шведов, подал Валленштейну условный сигнал тремя пушечными выстрелами. Генералиссимус стал срочно собирать свои войска к Лютцену, а к Паппенгейму послал гонца с приказом как можно скорее возвращаться.
Под Лютценом Валленштейн располагал армией в 18 тысяч человек, а у Густава Адольфа было 18,5 тысячи. В артиллерии шведы имели значительное преимущество — 15 тяжелых и 45 легких орудий против 21 тяжелого орудия. Сражение состоялось 16 ноября 1632 года. Правое крыло шведской армии возглавил Горн, центр — П. Браге, а левое крыло — герцог Бернгард Веймарский. Легкие орудия и кавалерия были размещены на флангах, а каждая из трех пехотных бригад получила по 5 тяжелых орудий. У Валленштейна правым крылом командовал Коллередо, центром — сам генералиссимус, а левым крылом — И. Изолани. 14 орудий стояли на правом фланге у Лютцена, а 7 прикрывали Лейпцигскую дорогу.
Атаке шведов предшествовала артиллерийская подготовка. Шведская пехота оттеснила фланги имперцев к Лютцену и Шкельзигерскому лесу. Валленштейн приказал поджечь город. Шведы, вынужденные обходить город, попали под огонь неприятельской 14-орудийной батареи. В центре, несмотря на огонь 7-орудийной батареи имперцев, шведы перешли Лейпцигскую дорогу и захватили вражеские пушки. Правое крыло шведской армии обратило в бегство хорватов Изолани. Валленштейн ввел в дело несколько батальонов пехоты из второй линии на левом фланге, а в центре бросил в атаку три полка кирасир. Они отбросили бригаду Браге и вернули 7-орудийную батарею, однако вынуждены были остановиться из-за сильного артиллерийского огня.
Густав Адольф во главе Смаландского кирасирского полка бросился на помощь своему центру. В этот момент шведский король попал под огонь неприятельских мушкетеров и был убит. Командование принял Бернгард Веймарский. Шведская пехота, от которой скрыли смерть Густава Адольфа, вновь захватила обе батареи имперцев. Пехота и кавалерия имперцев оказались разъединены.