Les forces et le plan de Wellington:
L'armée de Wellington, appelée « Armée des Alliés », comprend, à Waterloo, 68 000 hommes répartis comme suit : 25 000 Britanniques, 17 000 Belgo-Hollandais, 10 000 Hanovriens, 7 000 Brunswickois, 6 000 hommes de la King's German Legion et 3 000 Nassauviens.
Wellington a déployé son armée sur le plateau de Mont-Saint-Jean, face au sud, de part et d'autre de l'axe Charleroi-Bruxelles. Par mesure de protection et de surprise, la plupart des unités sont sur la contre-pente mais le dispositif est précédé, d'ouest en est, par trois points d'appui constitués de grosses fermes barricadées et défendues : Hougoumont, La Haye Sainte et Papelotte.
Les forces et le plan de Napoléon:
Le matin du 18 juin, l'armée de Napoléon prend position à environ un kilomètre au sud du plateau avec :
à l'ouest de la route, le IIe Corps de Reille (20 000 hommes) précédant le IIIe Corps de cavalerie de Kellermann (3 400 cavaliers) et la division de cavalerie de la Garde de Guyot (2 100 cavaliers) ;
à l'est de la route, le Ier corps de Drouet d'Erlon (20 000 hommes) précédant le IVe Corps de cavalerie de Milhaud (2 700 cavaliers) et la division de cavalerie de la Garde de Lefèbvre-Desnouettes (2 000 cavaliers) ;
en arrière, le VIe Corps de Lobau (10 000 hommes), les divisions de cavalerie de Domon et de Subervie (chacune 1 200 cavaliers) et trois divisions d'infanterie de la Garde (9 000 hommes).
Le plan de Napoléon est de mener l'attaque principale du côté est en y incluant la ferme de la Haye Sainte (centre du dispositif allié). Il fait déployer 80 canons (appelés la grande batterie) devant le Ier Corps. Afin d'attirer les réserves de Wellington vers l'ouest, il charge d'abord le IIe Corps de lancer, avec uniquement la division Jérôme (commandée par le frère de l'Empereur), une attaque de diversion à l'ouest, sur la ferme Hougoumont.
Il a plu toute la nuit. Le terrain détrempé retarde le début de l'attaque. Cela gêne la mise en place de l'artillerie et, par la suite, l'efficacité des tirs (en empêchant les ricochets des boulets) ainsi que la progression de l'infanterie et de la cavalerie.
L'attaque de diversion:
À 11h30, à l'ouest, démarre l'attaque de diversion menée par le Prince Jérôme contre la ferme de Hougoumont. Le Prince s'acharne et demande même le renfort d'une brigade mais toutes les attaques françaises seront repoussées. À 13h30, quelques hommes parviennent à pénétrer par une brèche ouverte à coups de hache dans une porte ; ils seront tous massacrés sauf un jeune tambour. Hougoumont devient, toute la journée, une bataille dans la bataille mobilisant inutilement 8 000 hommes du côté français contre 2 000 du côté allié.
L'attaque du Ier Corps
À 13h00, à l'est, les 80 canons de la grande batterie déployés sur 1400 m ouvrent le feu. À 13h30, le Ier Corps d'Erlon démarre la progression avec ses quatre divisions d'infanterie. Chaque division a un front d'environ 140 m (180 hommes) et une profondeur de 24 rangs. À l'ouest du dispositif d'Erlon, la division commandée par Quiot (en l'absence d'Allix) est chargée de prendre la Haye Sainte. Elle est flanquée d'une brigade de cuirassiers du Corps Milhaud (deux, selon certaines sources : les brigades Travers et Dubois).
La Haye Sainte est fermement défendue par le bataillon du major Baring de la King's German Legion. À l'est de la ferme, le général britannique Picton (qui y sera tué) mène une contre-attaque avec des régiments d'infanterie écossais. Wellington charge le commandant de sa cavalerie, Lord Uxbridge, de faire contre-attaquer les brigades de cavalerie lourde Sommerset et Ponsonby (dont les célèbres Scots Greys). Les Français, surpris en plein déploiement sont désorganisés et se replient. Dans leur élan, les deux brigades de cavalerie britanniques vont même jusqu'à attaquer la grande batterie mais elles se font alors décimer par la cavalerie française restée en arrière et sont mises définitivement hors combat.
Les charges de la cavalerie française
À 15h00, après réorganisation du Ier Corps et nouveau tir de préparation de la grande batterie, une nouvelle attaque est menée pour s'emparer du verrou que constitue la Haye Sainte. Suite à la canonnade, Wellington fait replier son centre. Ney croit à un repli général. D'initiative, il entraîne tous les cuirassiers de Milhaud suivis par la division de cavalerie de Lefèbvre-Desnouettes dans des charges à l'ouest de La Haye Sainte, là où l'infanterie alliée est toujours intacte. C'est le fameux affrontement de la cavalerie française et des carrés d'infanterie britannique. C'est aussi l'épisode (exagéré par Victor Hugo) du chemin creux.
Napoléon estime l'action prématurée mais, à 17h00, vu la situation, envoie, en renfort, le corps de cavalerie de Kellermann et la division de cavalerie de Guyot. Avec la cavalerie déjà engagée, cela fait un total de plus de 10 000 cavaliers français.