Наполеон понимал, что «деревянные стены Англии» — основная сила противника, на суше же успех неизменно был бы за французами. Достаточно было крупной десантной кампании и враг был бы уничтожен, так как не смог бы оказать должного сопротивления. Наполеон для этой цели стянул к 1805 году около 180 тысяч человек к проливу Па-де-Кале в районе города Булонь. Было запланировано две волны десанта, однако для того, чтобы их высадить в Англии, нужно было пересечь Ла-Манш, чему препятствовал британский флот. Вообще, драться с англичанами было опасно: у них было 202 линейных корабля и 277 фрегатов, корабли отвечали последним требованиям, были быстрыми и маневренными, матросы были хорошо обучены, имели боевой опыт и высокий моральный дух. Но главное, что возглавлял их один из лучших флотоводцев своего времени, который был любим и почитаем и среди простых матросов, адмирал Горацио Нельсон. У Франции не было и четверти мощи британского флота: всего 38 линейных кораблей и 35 фрегатов, разбросанных в различных портах. Но главной проблемой были кадры: во время революции было репрессировано много талантливых военачальников, французские матросы и офицеры были плохо подготовлены, кроме того, из-за постоянной морской блокады англичан они не имели опыта в бою, а также отличались плохой дисциплиной. Правда, у французов была помощь в виде испанского флота, который, в свою очередь морально устарел и уступал англичанам. Испанские корабли гнили в Кадисе и Ферроле, а после недавней эпидемии желтой лихорадки численность матросов сильно уменьшилась. Во флот набирали среди бедноты и преступников, поэтому дисциплина и моральный дух испанских моряков был еще хуже, чем у французов.
Бонапарт понимал все минусы своего флота, поэтому разработал единственный план, при котором можно было попытаться прорваться через пролив и высадить десант. Он решил хотя бы на время создать в ла-манше перевес сил, подавить береговой флот англичан и совершить высадку. Каждый из флотов должен был вырваться из английской блокады, затем они бы сделали обманный маневр в сторону Карибских островов, чтобы запутать противника, и вернуться к Бресту. Далее было два пути развития событий: либо прорываться через Ла-Манш, либо обманом обойти Британию, зайти к Голландии, там пополнить свои силы и тогда уже ринуться в бой. Осуществить его должен был талантливый флотоводец Латуш-Тревиль, но из-за его смерти Наполеон отложил операцию почти на полгода.
Наконец, было решено, что объединенный франко-испанский флот поведет Пьер Вильнев. Однако с самого начала его командования все пошло не по плану: его флот долго не мог выйти в море и оторваться от англичан, один из трех других флотов так и не смог вырваться и остался в порту. Маневр в сторону Карибского моря тоже не удался, англичане разгадали замысел Наполеона и при возвращении Вильнева к берегам Европы его уже ждали англичане у мыса Финистерра. В этом бою испанцы потеряли два корабля. Вильнев проигнорировал требования Наполеона вести корабли в Брест и засел на несколько месяцев в Кадисе, где его блокировали британцы. Наполеон приказал Вильневу сниматься с якоря и идти к Картахене, чтобы соединиться там с силами испанского контр-адмирала Сальседо, а оттуда следовать к Неаполю.
19 октября Вильнев вышел из Кадиса. Он придерживался старой линейной тактики, несмотря на возражения своих адмиралов. Рано утром 21 октября в 10 милях от мыса Трафальгар французы увидели приближающуюся английскую эскадру. Вильнев колебался, стоит ли принять бой или повернуть обратно. Наконец француз приказал своим кораблям возвращаться в Кадис. Этот маневр расстроил боевой порядок кораблей и оставил в их рядах опасные разрывы дистанции. Погода была тоже не на стороне французов, приближался шторм, сильно качало, артиллерия не могла бы успешно вести стрельбу. Адмирал нельсон учел погодные условия и вместо классической линейной тактики решил выстроить корабли в две колонны и разбить ряды противника, чтобы громить его по частям.
В 11 часов раздались первые залпы битвы. Первые 20 минут бой вел практически один британский корабль, прорезавший строй противников первым, пока остальные корабли дивизиона отставали. Адмирал Нельсон в парадном мундире и при всех регалиях находился на шканцах своего корабля «Виктория». Он считал, что вид адмирала на мостике флагмана должен вдохновлять матросов. Перед боем Нельсон поднял на флагмане флажной сигнал «Англия ожидает, что каждый исполнит свой долг». Британцы превосходили объединенные силы противников не только числом, но и мастерством и технической подготовкой: на каждый залп французов англичане давали три. Кроме того, союзников подвела нерешительность и низкая сплоченность. Их авангард не обращал внимания на сигналы Вильнева и продолжал идти на Кадис.
Постепенно сражение перешло в ближний бой. Артиллерия молчала, в дело пошла рукопашная и стрелковое оружие. Во время боя французский стрелок разглядел на мостике адмирала Нельсона и выстрелил в него из мушкета. Пуля прошла через плечо и застряла в позвоночнике. Нельсона унесли в лазарет, но и там, находясь при смерти, он требовал отчета о бое и руководил им. К 14 часа французский флагман спустил флаг и Вильнев сдался в плен. К этому моменту 12 кораблей союзников уже были взяты в захвачены. Когда строй объединенного флота был окончательно сломан, каждый из английских капитанов сам выбирал себе цель. К 16 часа море было вперемешку покрыто британскими, французскими и испанскими судами, сражающимися друг с другом. Наиболее ожесточенную борьбу вел испанский адмирал Федерико Гравина, его корабль стоял один против двух британских. Он сам проявил в бою невероятное мужество и получил множество ран, от которых позже скончался. Проведя удачный маневр, Гравина смог спасти шесть кораблей от английского плена. Адмирал Нельсон скончался в 16:30, еще около часа продолжалась битва.
К ночи разыгрался шторм. Весь следующий день оба флота потратили на борьбу со стихией, пытаясь удержать свои корабли на плаву. Многие были потоплены и выкинуты на берег. В этот день было не д обрядов, поэтому трупы убитых просто сбрасывали в море. 23 октября адмирал Гравина снова вышел в море и предпринял попытку отбить у англичан свои корабли. Так, экипаж «Святой Анны», увидев приближающиеся испанские корабли, перебил английскую призовую команду и снова поднял флаг Испании. На усмирение бунтовщиков англичане бросили два корабля, но подоспевший Гравина все же сумел вырвать его из рук британцев и увел в Кадис. Всего союзники потеряли 18 кораблей и 15 тысяч человек убитыми, ранеными и пленными. Англичане же не потеряли ни одного своего корабля, а раненных и убитых насчитали всего 2 тысячи человек.
Известие о поражении при Трафальгаре нарушило все планы Наполеона. Теперь высадка десанта в Англии была невозможна, флот был разбит, Франция и Испания навсегда утратили морское могущество. Вильнев же, захваченный в плен англичанами, был отпущен под честное слово, что больше не будет воевать против Англии, и вернулся во Францию. Однако вскоре он скончался при загадочных обстоятельствах. Официально было заявлено, что это было самоубийство. Говорили, что морской офицер не вынес позора поражения. Адмирала нашли в закрытой на ключ комнате постоялого двора, где он ожидал решения Наполеона о своей дальнейшей судьбе. Однако шесть ножевых ран скорее свидетельствуют в пользу заказного убийства, а не суицида. Возможно, Бонапарт так и не простил Вильневу сокрушительного поражения в череде своих блистательных побед на суше.