W tej sytuacji Franciszek I założył obóz w okolicy miasta.
Bitwa Dnia 13 września pod murami miasta doszło do walki pomiędzy Szwajcarami a Francuzami. Ważną rolę odegrał tutaj legat papieski Matthaus Schiner, który podgrzewał Szwajcarów do ataku. Podzielone na trzy grupy (w środku kantony Szwajcarii wewnętrznej, z prawej strony wojska Zurichu, po lewej siły z Lucerny i Bazylei) siły Szwajcarów w liczbie 20 tys. ludzi uderzyły na obóz francuski tocząc walki aż do wieczora. Jako że walka pierwszego dnia nie została rozstrzygnięta, obie armie spędziły noc na polu bitwy. Rankiem walkę wznowiono. Lekka kawaleria wenecka dowodzona przez doświadczonego kondotiera Bartolomeo d’Alviano około godz. 10 wpadła z impetem i głośnym okrzykiem „San Marco!” na tyły Szwajcarów, rozbijając ich wojska. Około południa resztki armii szwajcarskiej, zabierając swoich rannych, sztandary oraz tabor wycofały się w uporządkowanym szyku do Mediolanu. Ich straty są różnie podawane – często pojawia się określenie "strata połowy armii" – w większości źródeł starty szwajcarskie szacuje się na 9-10 tys. zabitych.