W dodatku Timur zbudował tamę na strumieniu przecinającym przyszłe pole bitwy, tak że pozbawił wody turecką armię, co miało duże znaczenie w lipcowym upale.
Bitwa Ostatecznie Bajazyd zajął pozycję obronną za strumieniem wzdłuż pasma niskich wzgórz bronionych przez janczarów i nieregularną piechotę. Na lewym skrzydle stały oddziały anatolijskie, pod wodzą sułtańskiego syna Sulejmana, na prawym zaś Serbowie pod wodzą szwagra sułtana Stefana Lazarevicia. Pierwszą linię obu skrzydeł tworzyli jednak spahisi. Mongołowie byli podzieleni na trzy dywizje i rezerwę pod bezpośrednim dowództwem Timura.
Armia Timura zaatakowała najpierw spahisów na lewym skrzydle, potem zaś Serbów na skrzydle prawym. Ci ostatni rozbili mongolską lekką kawalerię, w trakcie pościgu za nią utracili jednak spoistość i wycofali się, oddając swoją pierwotną pozycję nieprzyjacielowi. W tym momencie Tatarzy znajdujący się w armii Bajazyda przeszli na stronę Timura i przyłączyli się do ataku na tureckie lewe skrzydło, które powoli zaczęło się załamywać. Część osmańskiej rezerwy pod wodzą najmłodszego syna sułtana, Mehmeda, uderzyło na Tatarów, jednak nie zmieniło to zasadniczo sytuacji lewego skrzydła.