Délfelé járt az idő, mire a két fél a harcfelállítással elkészült. Ekkor Andronikosz parancsot adott az előnyomulásra, meghagyván kún és török előcsapatainak, hogy nyilazásuk befejeztével jobbra és balra kitérve, utat nyissanak az utánuk következő phalanxnak. Ugy is történt, de a görög könnyű lovasok nyilazásának nem volt meg a kívánt eredménye, mivel az egyáltalában nem volt képes a magyarok soraiban rést nyitni. Ellenben Dénes ispán kíséretével „mint valami hatalmas torony“ a sereg élén haladva, halomra dönté le hatalmas lándzsájával a könnyű ellenséges lovasokat, akik nemsokára az első összecsapás után oly híven feleltek meg a fővezér utasításának, hogy oldalt kitérve és visszafordulva a Száváig meg sem állottak. Azután nemsokára bekövetkezett a két sereg döntő összecsapása. A görögök két szárnyukat előretolva, a magyarok mindkét oldalát átkarolólag akarták megtámadni; a magyarok balszárnya kénytelen is volt hátrálni, de viszont a jobbszárny, amelyet maga Dénes is támogatott, rohamával elgázolta, összetörte a görögök balszárnyát; maga a szárny parancsnoka, Vránász Demeter is fejére súlyos csapást kapván, fogságba esett. Ezek után Dénes egy merész jobbrakanyarodással a Kontosztefanosz Andronikosz vezette görög középhadat akarta oldalba fogni, de mialatt ehhez csapatjait rendezte, Lapárdász a visszavetett magyar balszárny üldözésével felhagyva, ügyes átkanyarodással a magyar középhad oldalába és hátába jutott. Dénes tehát kénytelen volt eredeti szándékával felhagyva, az őt közvetlenül fenyegető Lapárdász-csoport ellen fordulni, de amidőn azt már-már legyűrni sikerült, akkor a fővezér, Kontosztefanosz is közbelépett előbb a középhaddal, majd tartalékcsoportjával is, minek folytán most már a harc általánossá vált. A rettenetes kézitusában előbb lándzsát törnek, majd a hosszú kardok kerülnek elő, s amikor ezek is kicsorbulnak, összetörnek, a görögök buzogányra fogják a dolgot, s azzal verik agyba-főbe a magyarokat. Déltől a hosszú nyári délutánon át egész a nap lementéig hullámzott ide-oda az elkeseredett harc, míg végre a magyarok, akiknek sokkal nagyobb volt a veszteségük, elhagyják a csatateret. „Nem volt római (értsd alatta görög) katona – mondja az egyik görög író természetesen sokszorosan túlozva – aki magyart le nem vágott, földönfekvőt ki ne rabolt, ellenséges fegyvereket ne zsákmányolt, avagy idegen lóra, olyanra, amelynek gazdáját leölte, szert ne tett volna! “ Több ezer magyar halott borította a csatatért. Dénes, paripáját otthagyva, elmenekült, de öt ispán és nyolcszáz magyar vitéz fogságba esett és a nagy magyar árbocos zászló is az ellenség kezébe került s azonkívül még 2000 páncélt, számtalan sisakot, paizsot, kardot és egyéb fegyvert szedtek össze a görögök, akik estére visszatértek táborukba és csak másnap reggel mentek át a magyar táborba, amely azonban már teljesen üres volt. Üldözésről tehát szó sem lehetett; a nehéz csata annyira kimerítette még a győzőt is, hogy az sem mert újabb összecsapást megkockáztatni. Ilyen körülmények között arról meg pláne nem lehetett szó, hogy a görögök Dénes menekülő hadát még a Dunán át is kövessék, ahova különben állítólag már útban volt a megvert sereg segítségére siető királyi had és Henrik herceg segítő csapata. Ennek híre annyira hatott, hogy a görög sereg a következő éjjelen hajókra szállva, teljesen kiüríté a Szerémséget és Zimony falait lebontván, azok köveit visszavitték oda, ahonnan egykor II. István idejében kerültek, t. i. Belgrádba, ahol azokat az ottani vár még tökéletesebb kiépítésére fordították. Amidőn a győzők Konstantinápolyba visszaérkeztek, Mánuel azok tiszteletére nagy diadalünnepet rendezett. Ezzel III. István 5 évig tartó kemény küzdelme a görög császársággal ehelyütt hallgatólag, mert a zimonyi csatát sem fegyverszünet, sem békekötés nem követte, befejezést nyert, mert egyikük sem keresett többé alkalmat a Száva-Duna mentén való összeütközésre.