巴耶濟德大軍的左翼是由其長子蘇萊曼指揮的忠誠可靠的安納托利亞部隊；後衛部隊的統帥是穆罕默德，巴耶濟德對這個兒子的喜愛程度僅次於長子；右翼由塞爾維亞軍隊和其他忠誠的歐洲軍隊構成，其統帥是巴耶濟德的內兄、塞爾維亞人斯泰凡·拉扎列維奇（Stephen Lazarevitch）。

巴耶濟德本人坐鎮中軍，由他的近衛軍簇擁著他。然而，就在編排陣列的時候，巴耶濟德犯了一個十分低階而愚蠢的錯誤。通常，奧斯曼軍隊會把一支戰鬥力較弱的軍隊放在陣列前沿，用他們來抵擋敵人的鋒銳。於是，巴耶濟德就讓由安納托利亞韃靼人組成的騎兵部隊打了頭陣。

結果，戰鬥剛剛打響，可以預見的事情就發生了：這些韃靼人倒戈投向了他們的同胞帖木兒。就這樣，蘇丹一下子失去了他四分之一的兵力。 此時，巴耶濟德只好下令從左翼發動進攻。蘇萊曼命令他手下的安納托利亞騎兵發動衝鋒。面對如冰雹般落下的箭矢和用石腦油製作的“希臘火”，這些騎兵十分勇敢地衝向了敵人。但是，他們並沒能衝散韃靼人的陣列，在損失了大約1。5萬人之後，只得倉皇撤退。接著，帖木兒的軍隊開始發動進攻。

在帖木兒的右翼，他的騎兵一路追擊土耳其人，到了目力已不可及的地方。在左翼，他的軍隊遭遇到塞爾維亞人“如同獅子般的”抵抗——塞爾維亞軍隊的表現得到了帖木兒本人的讚譽——但最終還是擊潰了他們，隨後轉向朝中路進攻。在那裡，只剩下蘇丹本人和他的近衛軍，以及剩餘的一些奧斯曼步兵。 在戰略和戰術上都落了下風、被迫採取守勢的巴耶濟德在敵人的攻勢下慢慢地退卻，一步一步地退到了一個小山頂。在他的衛兵和殘餘部隊的保護下，巴耶濟德繼續戰鬥著，一個小時，又一個小時，一直戰鬥到夜色降臨。

此時，大勢已去的巴耶濟德又燃起了以前那種固執的勇氣。土耳其歷史學家寫道：“‘雷霆’持續不斷地揮舞著他沉重的戰斧。他彷彿一頭撲向羊群的餓狼一樣，驅散了周圍的敵人。他的每一次攻擊都如此可怕，完全無須給同一個敵人來上第二下。”帖木兒的主力軍在包圍並擊潰了殘餘的奧斯曼軍隊之後，又回到了之前的主戰場，發現了正在廝殺中的巴耶濟德。

巴耶濟德騎上馬背，試圖從韃靼弓騎兵之中殺出一條血路，逃離這個山頂。但他還是被敵軍追上，拉下馬來。遭到生擒的巴耶濟德被綁了起來，作為俘虜押送到帖木兒的大帳。而此時的帖木兒正在與他的兒子安靜地下著棋。 巴耶濟德在贏家面前保持了自己的尊嚴。起初，帖木兒還以君主應有的禮遇對待巴耶濟德，到後來則把他當作囚徒對待。

在安納托利亞行軍的途中，帖木兒把巴耶濟德放在一個帶欄杆的轎子裡（有些人認為那轎子看起來就像一個籠子），並且允許韃靼士兵和曾經效忠於巴耶濟德的亞洲人公開地嘲弄他。還有很多關於帖木兒虐待巴耶濟德的傳說：在夜裡，巴耶濟德會被戴上手銬腳鐐；帖木兒拿他當腳凳用；帖木兒霸佔了巴耶濟德的女眷，並且羞辱了他那來自塞爾維亞的夫人狄斯賓娜，讓她在以前的夫君和現在的征服者面前，赤裸著身體在餐桌前服侍。各種各樣的折磨摧垮了巴耶濟德的精神，繼而奪去了他的心智。不到八個月，巴耶濟德就在一次嚴重的中風發作中死去了——也有人說他選擇了自殺。