12 апреля главная квартира армии прибыла в Каркаре. Пьемонтцы отступили на Миллезимо, а австрийцы на Дего. Эти две позиции имели связь через пьемонтскую бригаду, занимавшую высоты Биестро. В Миллезимо пьемонтцы оседлали дорогу, прикрывающую Пьемонт. К ним присоединился Колли со всеми, кого он мог снять с правого фланга. В Дего австрийцы стояли на позиции, защищающей дорогу в Акви, — прямой путь в Миланскую область. К ним присоединился Болье со всем тем, что он смог вывести из Вольтри. Занимая данную позицию, этот генерал мог получать все подкрепления, какие была способна дать ему Ломбардия. Таким образом, два основных выхода в Пьемонт и в Миланскую область были прикрыты. Противник надеялся, что у него хватит времени укрепиться на них. Каковы бы ни были преимущества, полученные французами в результате сражения у Монтенотте, превосходство в численности дало противнику возможность восполнения своих потерь. Но 14 апреля сражение у Миллезимо открыло обе дороги — ив Турин и в Милан.

Ожеро с левым флангом армии двинулся на Миллезимо, Массена с центром направился на Биестро и Дего, а Лагарп с правым флангом пошел на высоты Кайро. Таким образом, французская армия занимала четыре лье пространства от правого фланга к левому. Противник, заняв холм Коссария, господствовавший над обоими рукавами Бормиды, опирался на него своим правым флангом. Но 13-го генерал Ожеро, войска которого не участвовали в сражении под Монтенотте, ударил в правый фланг противника с такой стремительностью, что выбил его из миллезимских ущелий и окружил холм Коссария. Австрийский генерал Провера с его арьергардом силою в 2000 человек был отрезан. В этом безнадежном положении он отбивался отважно. Провера укрылся в старом разрушенном замке и там забаррикадировался. С этой высоты ему был виден правый фланг сардинской армии, подготовлявшийся к бою на следующий день. Провера надеялся, что эти войска его выручат. Наполеон понимал необходимость овладеть замком Коссария в тот же день, 13-го. Но эта позиция была слишком сильной, несколько атак захлебнулись. На следующий день началось сражение между двумя армиями. После упорного боя Массена и Лагарп захватили Дего, а Менар и Жубер — высоты Биестро. Все атаки Колли для выручки Коссарии были тщетны; он был разбит и преследуем по пятам. Тогда Провера, отчаявшись, сложил оружие. Неприятель, энергично преследуемый по ущельям Спиньо, по дороге в Акви, 400 всадниками 22-го конно-егерского, 7-го гусарского и 15-го драгунского полков, оставил 30 орудий с упряжками, 60 зарядных ящиков, 15 знамен и 6000 пленных, среди которых находились два генерала и 24 старших офицера. Главнокомандующий находился повсюду в наиболее решительные минуты.

С этих пор разделение армий австрийской и сардинской стало ярко выраженным. Болье перенес свою главную квартиру в Акви, по дороге в Миланскую область, а Колли направился в Чева прикрывать Турин и предотвратить соединение Серюрье с главными силами.