Французская позиция под Салтановкой была хорошо прикрыта природным рельефом. С фронта её защищал ручей в глубоком овраге, через который по большой дороге была построена плотина из наваленных деревьев и настлан мост. С востока протекал Днепр; местность, прилегающая к реке, была заболоченной и непроходимой для войск. На западе левый фланг французской позиции, тянувшейся до деревни Фатово, прикрывался лесом. Плотины и мосты, являвшиеся единственными доступными переходами через болотистые берега ручья, были по указаниям Даву или сломаны, или забаррикадированы. На фронте Даву поставил 4-ю пех. дивизию генерала Дессе, в глубине разместил 61-й пех. полк из 5-й пех. дивизии генерала Компана и 5-ю кирасирскую дивизию.

На рассвете 10 июля Раевский начал атаку силами двух егерских полков 12-й пехотной дивизии генерал-майора Колюбакина. Французские посты были оттеснены за плотину, но взять её не удалось. На высотах за оврагом расположилась французская артиллерия, которая простреливала подходы к плотине и наносила чувствительные потери. Постройки в деревне были превращены в опорные пункты.

Очевидец боя, барон Жиро из корпуса Даву, так рассказал о начале боя:

Мы вдруг увидали выходящими из лесу, и сразу в несколько местах, весьма близких друг от друга, головы колонн, идущих сомкнутыми рядами, и казалось, что они решились перейти овраг, чтобы добраться до нас. Они были встречены таким сильным артиллерийским огнем и такой пальбой из ружей, что должны были остановиться и дать себя таким образом громить картечью и расстреливать, не двигаясь с места, в продолжение нескольких минут. В этом случае в первый раз пришлось нам признать, что русские действительно были, как говорили про них, стены, которые нужно было разрушить. Русский солдат, в самом деле, превосходно выдерживает огонь, и легче уничтожить его, чем заставить отступить.

К полудню к месту боя прибыл маршал Даву и взял командование на себя.

Раевский поручил 26-й дивизии Паскевича обойти позицию французов слева по лесным тропам, сам же он намеревался одновременно атаковать основными силами по дороге вдоль Днепра. Паскевич с боем вышел из леса и занял деревню Фатово, однако неожиданная штыковая атака 4-х французских батальонов опрокинула русских. Завязался бой с переменным успехом; французам удалось остановить натиск Паскевича на своём правом фланге. Обе стороны разделял ручей, протекающий в этом месте по окраине леса параллельно Днепру.

Сам Раевский атаковал фронтальную позиции французов 3 полками в лоб. Смоленский пехотный полк, наступая по дороге, должен был овладеть плотиной. Два егерских полка (6-й и 42-й) в рассыпном строю обеспечивали наступление на плотину. В ходе атаки колонну Смоленского полка в правый фланг опасно контратаковал батальон 85-го французского полка. Командир Смоленского пехотного полка полковник Рылеев был тяжело ранен картечью в ногу. В критический момент боя Раевский лично возглавил атаку, повернул колонну и отбросил французский батальон за ручей.

Багратион убедился в силе позиции противника. Нарастить свои силы он не мог в силу узости поля сражения и сложного рельефа. К тому же по показаниям пленных русские ошибочно поверили в то, что французы имели в Могилёве до 5 дивизий и ждут ещё подхода подкреплений. В ночь на 11 июля Раевский отошёл от Салтановки к Дашковке, оставив сильный арьергард.