Несмотря на то что часть войск продолжала пробираться через болота для нападения на лагерь норманнов, Алексей, разделив армию на три части, перестроил боевые порядки для наступления. Противники сошлись лицом к лицу. Сам Гискар командовал центром, его сын Боэмунд — левым, а граф Джовиньяццо — правым, примыкающим к морю, флангом. Алексей тоже взял на себя центр с варангами в передней линии, а Григорий Пакурианос и Никифор Мелисенос встали соответственно слева и справа. В то время как гарнизон Диррахия и легкая пехота, выделенная Алексеем, захватили пустой норманнский лагерь, Комнин ринулся на врага. Варанги должны были шествовать впереди так, чтобы из их рядов могли бы выскакивать лучники и после залпа скрываться обратно. Этот маневр при многократном повторении должен был стать противоядием от наскоков тяжелой конницы.
Когда враждебные армии сблизились, Роберт послал отряд латников в демонстративную атаку в центре, чтобы последующим поспешным отходом заставить ромейскую тяжелую пехоту броситься в преследование, нарушив строй. Но эти всадники были встречены шквальным огнем и удалились безо всякого успеха. Тогда части норманнского правого крыла под командованием графа Ами внезапно ударили в стык имперского центра и левого фланга, обрушившись всей тяжестью на левый край линии варангов. Но ромейские гвардейцы устояли, в то время как Пакурианос, поддержанный отборными частями, присланными Алексеем на выручку, ринулся на врага, отбросил его и рассеял.
Большую часть этих норманнских отрядов составляли новобранцы и наименее опытные всадники. Они в панике бросились назад к побережью, где многие погибли в море прежде, чем остатки этого воинства были приведены в порядок женой Роберта, которая в полном вооружении носилась по всей береговой линии, пытаясь снова собрать их и построить.
Поскольку правый фланг и центр, где находилась большая часть тяжелой конницы Гискара, увязли в схватке с противостоявшими им силами ромеев, создалась реальная угроза их охвата. Казалось, что исход сражения уже предрешен, но варанги не смогли удержаться от искушения преследовать убегающих врагов и далеко оторвались от главной линии Алексея. Утомленные погоней и тяжестью собственных доспехов, они не смогли отразить внезапный контрудар. Гискар послал против них отборные части копьеносцев, которые обошли их с фланга. В мгновение ока ситуация резко изменилась. Имперская гвардия была разбита с тяжелыми потерями. В поисках спасения некоторые солдаты набились в маленькую часовню поблизости, где норманны их заперли и подожгли. Несчастные все до одного погибли в огне.
Потеряв управление левым флангом, преследовавшим разгромленные норманнские части правого крыла, и с оголенным центром, Алексей подвергся атаке тяжелой конницы Гискара, которая все время находилась в резерве. Разделенные на множество мелких отрядов, они сразу в нескольких пунктах прорвали линию ромеев. Лучники и легкая пехота, стоявшие за спиной варангов, если к тому времени и оставались на месте (свидетельства хранят молчание на этот счет), ничего не могли противопоставить такому нападению. Ничего не известно и о судьбе ромейского правого фланга, но после полного разгрома главных сил судьба его не может быть завидной. Комнин со свитой и личным конвоем отчаянно сопротивлялся, но был вынужден спасаться бегством. При этом ему пришлось уходить от долгой и упорной погони, изо всех сил стремившейся захватить или подстрелить императора. Оставшиеся на поле боя византийские части вскоре были окружены. Беззащитный императорский лагерь с огромной добычей достался Гискару.
Алексей был, несомненно, хорошим тактиком, но его трагически подвел недисциплинированный порыв собственных войск преследовать частично опрокинутого неприятеля, что категорически запрещалось всеми византийскими полевыми уставами. Кроме того, Алексей не учел всей мощи норманнской тяжелой конницы, которая, как нож сквозь масло, прошла через его линии. Впоследствии он всячески пытался избежать открытого противостояния таким атакам, а при необходимости отражать их отдавал приказ вести огонь по лошадям, которые никогда не защищались броней. Поражение было особенно болезненно для империи ввиду острейшей нехватки людских и материальных ресурсов, и Алексею пришлось восстанавливать армию фактически на пустом месте. Удивительно, что в течение нескольких лет он настолько в этом преуспел, что смог выгнать норманнов с Балкан и нанести поражение и печенегам, и сельджукам, хотя в последнем случае Первый крестовый поход, несомненно, поспособствовал восстановлению византийского влияния в Анатолии.