Тигран не повярва на сведенията за изключително скромния размер на римската армия. Едва когато лично се подаде от хълмовете край Тигранокерта, видя с очите си що за жалка бълха е посмяла да го ухапе.
— Твърде много са за мирна делегация, но пък са твърде малко за истинска армия — изказа се царят и даде заповед за нападение.
Но големите източни армии не представляваха бойни единици каквито един Марий или един Сула биха желали да командват; дори двамата велики римски пълководци да можеха навремето да разполагат с подобно числено превъзходство, биха отказали. Армията не бива да е твърде многобройна, иначе е трудна за предислоциране и прави всякакви маневри невъзможни; малките войски бяха по-гъвкави, освен това и по-лесни за снабдяване и контролиране. Лукул имаше със себе си само два легиона, но легиони, съставени от чудесни войници. Всеки легионер познаваше тактиката на началника си, знаеше какво се изисква от него. Освен това римляните разчитаха и на две хиляди и седемстотин конници от Галатия, които воюваха под тяхно командване от години.
Обсадата не беше минала без загуби от страна на римляните, най-вече заради магическия огън, чиято тайна зороастрийските духовници на Тигран единствено притежаваха. Гърците наричаха тайнственото оръжие „нафта“. Представляваше загадъчно вещество, извличано от недрата на земята, някъде из персийските земи, и близост до Хирканско море. Защитниците на крепостта изстрелваха топки, замесени с въпросното вещество, по обсадните машини и кожените и дървените прикрития се подпалваха при самия допир с него. Огънят беше толкова силен, че легионерите не можеха да сторят друго, освен да избягат далеч от подпалената конструкция. Веднъж подпалена, обсадната кула, изгаряше до основи. Мнозина войници бяха убити или осакатени от пламъците, но което беше най-важно — всички се изпълваха със страх. Досега не се бяха сблъсквали с подобно оръжие.
Когато Тигран потегли начело на армията си, за да смачка римската бълха, той не си даваше сметка как бълхата ще реагира на действията му. Всеки римски легионер копнееше само едно — да се сложи край на монотонния живот в лагера. Омръзнало им беше на фимбрианците от летящи огньове, липса на жени, въоръжени до зъби конници, които обикалят около лагера, омръзнало им беше от Армения, а най-вече от Тигранокерта. И Лукул, и легионерите, и галатейската конница — всички бяха зажаднели за кръв. Когато съгледвачите съобщиха, че най-сетне Тигран се решава да нападне, римският лагер се въодушеви.
Лукул обеща на Непобедимия Марс специално жертвоприношение и се настрои за сражение. Зазоряваше се на шестия ден от октомври. Римляните напуснаха позициите край града и се строиха на един хълм, намиращ се между Тигранокерта и приближаващата арменска войска. Лукул нямаше как да знае, че Митридат е предупреждавал Тигран да не атакува, но знаеше как най-успешно да примами врага да се оголи: щеше да скупчи армията си на едно място, сякаш легионите му умират от страх и се готвят за отчаяна съпротива. Всички източни царе смятаха, че в боя нещата се решават от численото превъзходство, затова Тигран щеше да атакува.
Тигран наистина атакува. Последва тежък разгром. Никой от арменските командири, дори понтиецът Таксил, не можеше да прецени предимството на високия терен за римляните. А доколкото Лукул можеше да съди по хаотичното движение на атакуващата армия, никой сред арменските началници не знаеше и що е то бойна тактика. Чудовищната машина беше пусната в действие; нищо повече не беше нужно.
Без да бърза, Лукул нанесе своя унищожителен удар горе на хълма. Единственото, което го притесняваше, бе да не би планината от човешки трупове да препречи пътя на двата легиона и той да не успее да се възползва изцяло от победата. Нареди на галатейците да разчистят с конете си път сред изкланите арменци и крилата на фимбрианската армия се спуснаха като огромни сърпове надолу по хълма, фронтът на арменската армия се накъса, предните редици хукнаха да се спасяват без ред, изтласквайки хилядите сирийски и кавказки пехотинци право в краката на бронираните коне на катафрактите. Най-накрая заедно със смазаните пехотинци и тежките конници бяха пометени от огромната човешка вълна и хиляди загинаха. Колкото арменски войници загинаха от оръжието на фимбрианците, още повече намериха смъртта си при злополучното бягство.