Построившись в боевые порядки, флоты встали друг против друга, растянувшись по фронту на 8—10 км. Два флота сошлись вплотную, и бой принял всеобщий характер, от одного края линии до другого. К полудню главные силы обеих сторон были полностью вовлечены в битву. Хаотичное сражение длилось часа три, после чего начало сказываться превосходство христианской стороны как в подготовке матросов, так и в вооружении. К тому же направление ветра благоприятствовало христианскому флоту – впрочем, это давало не слишком существенный выигрыш. Османский правый фланг, не сумевший отойти далеко от суши, был прижат к берегу и уничтожен. В центре битва продолжалась несколько дольше, но и там, благодаря превосходству христианской стороны, османское сопротивление вскоре было сломлено. Удачней сражался османский левый фланг, где кораблей было больше, а командовал им лучший из мусульманских флотоводцев того периода – алжирский дей Улудж-али. На юго-западе борьба шла более или менее на равных, пока Улудж-али не обнаружил, что произошло с остальным турецким флотом, и не отступил с четырех из своих 95 (на момент начала битвы) кораблей, а также с одной захваченной венецианской галерой. Больше из турецкой флотилии никому спастись не удалось: 60 галер сели на мель, 53 были потоплены, а 117 захвачены. С захваченных и потопленных турецких галер были освобождены 15 тыс. христианских рабов, хотя по меньшей мере еще 10 тыс. пошли на дно вместе с османскими кораблями. Османские потери, убитыми и утонувшими, составили не менее 15–20 тыс. солдат и матросов; в плен было взято всего 300 турок. Объединенные христианские силы потеряли 13 галер; 7 тыс. 566 человек было убито и почти 8 тыс. ранено (среди них – потерявший левую руку Мигель Сервантес).
Поскольку сезон был уже достаточно поздний и грозили осенние бури, христианский флот вернулся в Италию – переждать до весны и уже тогда развивать достигнутый успех.
Битва при Лепанто явилась одной из самых решающих в мировой истории. Успех временно объединившегося христианского мира положил конец росту османского владычества в Центральном и Западном Средиземноморье; это был, можно сказать, гребень второй волны ислама, готовившейся захлестнуть христианскую Европу; дальше должен был начаться откат.
Итак, соединенный флот Испании и Венеции нанес в заливе Лепанто сокрушительное поражение османскому флоту. Неудача астраханского похода и поражение при Лепанто свидетельствовали о начавшемся военном ослаблении Империи.
Однако в течение шести последующих месяцев турки совершили невозможное: они построили новый флот, состоявший в целом из 250 кораблей. Это было такое достижение в области судостроения, сравниться с которым не могло ни одно христианское государство.
Улудж-али, теперь адмирал Османской империи (имя его было изменено султаном на Кылыч), на 160 галерах вышел из Дарданелл в июне 1572 г.
Тем временем, ожидая войны с Францией, Филипп II Испанский не позволил дону Хуану Австрийскому отплыть с флотом в Эгейское море. В конце концов венецианский адмирал Джакопо Фаскарини вышел в море с флотом, достигавшим численностью 150 вымпелов; только 20 среди них были испанскими (август). У мыса Матаран он заметил новый османский флот и, изумленный его численностью, увел свою эскадру к берегам Корфу, чтобы дожидаться подкреплений.
Главным врагом империи по-прежнему оставалась Испания. Нынешней костью раздора между ними был Тунис, который турки отвоевали в ходе кипрской кампании только для того, чтобы вновь в августе 1572 г. уступить его испанской эскадре под командованием дона Хуана Австрийского, который восстановил на троне династию Хафсидов.
На следующий год Кылыч-паша вернулся для штурма с таким же большим флотом, какой был под Лепанто. Раз и навсегда он взял Тунис. По прошествии всего лишь трех лет после поражения османов при Лепанто корсарский адмирал привел в Золотой Рог победоносный флот.
Тунис вновь был освобожден от испанцев. Падение Туниса означало окончательную утрату испанцами Северной Африки.
Вместе с Алжиром и Триполи Тунис превратился в османскую провинцию, помогавшую в наступавшие века поддерживать определенную степень власти турок над этими неуправляемыми пиратскими государствами Берберского побережья.
Данная ситуация также предопределила мирный договор, по которому Венеция официально уступила Кипр, готовая поступить подобным образом, поскольку мир настаивал на возобновлении торговли с территориями османов. Когда венецианский министр зондировал позицию великого визиря относительно перспектив урегулирования, Соколлу ответил: «Имеется большая разница между вашей и нашей потерей. Отвоевав у нас Кипр, мы отрубили одну из ваших рук; нанеся поражение нашему флоту, вы всего-навсего сбрили нашу бороду; отрубленная рука снова не отрастет, но сбритая борода вырастет более густой, чем была раньше».