Skierowany na północny-zachód front polsko-litewski liczył około 3 km szerokości. Wojska stały pogrupowane chorągwiami. A tych było 51 polskich i 40 litewsko-ruskich. Głębokość ugrupowania na lewym, czyli polskim skrzydle, wynosiła zapewne do 3 km, na skrzydle zaś litewskim – 2. Witold pozostał wśród swoich na prawym skrzydle, król Władysław zaś odjechał w towarzystwie niewielkiej chorągwi na pobliski wzgórek, skąd mógł obserwować przebieg wydarzeń.
Dzisiejsze wyobrażenia, każą widzieć bitwę grunwaldzką jako starcie odzianych w zbroje ze stalowych płyt rycerzy. Tymczasem stanowić oni musieli mniejszość. W armii krzyżackiej pełne zbroje płytowe posiadali bracia-rycerze, być może część cudzoziemców. Większość natomiast, stanowili lekkozbrojni, strzelający z kuszy, lub z konia walczący na miecze. W armii polskiej, udział rycerzy z pełnym wyposażeniem była zapewne większy. Być może sięgał nawet 30 proc. wszystkich kombatantów. Owi najlepiej wyposażeni, tworzyli szpicę swych chorągwi, decydującą o jej sile uderzeniowej. Za nimi szła ława lekkozbrojnych, których zadaniem było pogłębianie wyłomów w szeregach przeciwnika.
Około południa obie strony były już w pełni uszykowane, a ich szeregi dzieliła licząca 200-300 metrów przestrzeń. Na środku owej ziemi niczyjej stało sześć potężnych dębów, na których konary wspięli się żądni sensacji widzowie, zapewne z czeladzi obozowej. Na sygnał trąby szeregi sprzymierzonych zaintonowały Bogurodzicę.
Jako pierwsze do szarży ruszyło prawe, litewskie, skrzydło. Trudno orzec czy był to efekt porywczości Witolda, czy też siła obyczaju, nakazującego rozpoczynać bitwę od ataku prawego skrzydła. Krzyżacy dali dwie salwy z bombard, które narobiły nieco huku, ale nie wyrządziły atakującym żadnych szkód. Zaraz potem sami ruszyli do szarży. Zwarciu szeregów towarzyszył zgrzyt słyszalny nawet w oddalonym o 3 km od pola bitwy polskim obozie. Impet Litwinów był tak wielki, że szereg przeciwny cofnąć się miał aż o 800 metrów. Chwilę później zwarły się szeregi lewego skrzydła. Uporczywa walka, toczona w niewielkim, ciepłym deszczu, trwała niespełna godzinę. Po tym czasie lepiej wyposażone wojska krzyżackie zyskały przewagę. Coraz więcej rycerzy litewsko-ruskich uchodziło z pola bitwy, aż wreszcie szyk załamał się i runął w tył. Do dziś trwa spór historyków, czy ucieczka Litwinów była spontaniczna, czy może zaplanowana, by wzorem mongolskim, wciągnąć przeciwnika w pościg, w którym załamie się jego szyk bojowy, co umożliwi eliminowanie pojedynczych wrogów. Wraz z Litwinami uchodzili też niektórzy rycerze polscy z chorągwi uszykowanych w bezpośrednim sąsiedztwie litewskim. Tyły podali nawet czescy najemnicy, skupieni pod chorągwią św. Jerzego, która cofnęła się aż po polski obóz, gdzie zbeształ ich za niegodną postawę podkanclerzy królestwa, ksiądz Mikołaj Trąba. Widać to podziałało, bowiem wkrótce potem Czesi, potępiwszy swego dowódcę, znów znaleźli się w pierwszej linii, w sąsiedztwie polskich oddziałów.
Na lewym skrzydle sytuacja była mniej pomyślna dla Zakonu. Wprawdzie kilka kolejnych szarż prowadzonych osobiście przez wielkiego mistrza przełamywało się przez szyki polskie, ale front stopniowo przesuwał się w kierunku krzyżackiego obozu. Nadzieję na zwycięstwo krzyżackie zabłysła, gdy na moment zniknęła z pola widzenia chorągiew z białym orłem. Mogło to pociągnąć za sobą opłakane konsekwencje, bowiem zwinięcie sztandaru uchodziło za sygnał do odwrotu. Krzyżacy mieli wówczas zaintonować pieśń „Chrystus zmartwychwstał”.
Radość okazała się przedwczesna. Chwilę później sztandar podniesiono i bój trwał dalej. Jednocześnie szeregi krzyżackie coraz bardziej przerzedzały się. Widząc to, wielki mistrz zebrał rycerzy z 16 chorągwi i ruszył na ich czele z zamiarem uderzenia w bok wojsk polskich. Początkowo ruszyli na wschód, by ominąwszy polskie prawe skrzydło, zmienić kierunek na południowy. W ten sposób spodziewali się zaskoczyć Polaków, którzy mogliby wziąć szarżujących za powracających na pole bitwy Litwinów.
Atakujący zbliżali się do pagórka, na którym stał król Władysław. Widząc to sekretarz królewski, Zbigniew Oleśnicki pędem dopadł do obserwujących manewry wielkiego mistrza rycerzy chorągwi krakowskiej, błagając ich o pomoc. Ci jednak zignorowali prośby, argumentując, że jeśli wyruszą w kierunku królewskiego pagórka, to ściągną nań uwagę Krzyżaków.
Wielki mistrz i jego ludzie przemknęli obok króla. Podobno sam wielki mistrz okrzykiem herum! herum! zakazał swym rycerzom zbaczania ku nieznacznemu pocztowi polskiemu. Jedynie Łużyczanin Dypold von Kokeritz oderwał się od swoich i ruszył pod górę. Czoła stawił mu osobiście 60-letni Jagiełło i celnie zamierzywszy się kopią, trafił atakującego w twarz. Dogorywającego Dypolda dobił Zbigniew Oleśnicki, przez co starając się w latach późniejszych o godności kościelne, musiał prosić papieża o dyspensę.
Zwarcie chorągwi prowadzonych przez wielkiego mistrza z Polakami zakończyło się klęską Zakonników. Już w pierwszym starciu poległ Ulryk von Jungingen, a wraz z nim większość wielkich urzędników krzyżackich. Do klęski przyczyniło się uderzenie polskiego odwodu w skrzydło atakujących.
Czytaj też:
Bitwa pod Cedynią. Zwycięstwo Mieszka I, które wykorzystały władze PRL
Walczące jeszcze szeregi krzyżackie coraz bardziej cofały się w kierunku obozu. Na dodatek, na pole bitwy powracało coraz więcej Litwinów, którzy uderzyli na lewe skrzydło i tyły broniących się jeszcze Zakonników. Dochodziła czwarta popołudniu., gdy walka przemieniła się w bezładną ucieczkę, a ta w rzeź trwającą aż do zapadnięcia zmroku.
Obóz krzyżacki zdobyto szybko. Według Jana Długosza, wystarczył na to zaledwie kwadrans. Znacznie dłużej trwało za to plądrowanie i rzeź obrońców, których nie oszczędzano, bo czeladź obozowa nie przedstawiała wartości jako jeńcy. Plądrowanie trwałoby dłużej, gdyby nie rozkaz królewski, nakazujący natychmiastowe zniszczenie znalezionych w obozie zapasów alkoholu „do którego żołnierstwo po pogromie nieprzyjaciół, znużone walką i skwarem letnim, rzuciło się było z chciwością dla ugaszenia pragnienia; jedni kołpakami, drudzy rękawicami, inni trzewikami nabierali wina i pili. Ale Władysław król polski, obawiając się, aby wojsko upojone winem nie obezwładniało [...] kazał wszystkie beczki porozbijać i wino wypuścić”.