Один за другим отходили суда от левого берега и устремлялись через Дунай, туда, где тесным строем стояли болгарские ратники, готовые по команде устремиться вперёд и сбросить русов в реку. Царские лучники поджигали и посылали в сторону надвигающегося врага тысячи стрел, метали дротики, швыряли камни из пращей. Находившиеся в ладьях ратники расстреливали из луков толпившихся на берегу болгар, другие прикрывали щитами гребцов от градом сыпавшихся на них метательных снарядов, третьи готовились к высадке на берег. И когда шедшие впереди ладьи у ткнулись носами в песок, из них тотчас попрыгали за борт сотни воинов и прикрываясь большими круглыми щитами ринулись в бой. Навстречу им с боевым кличем бросились болгары, два войска столкнулись, и на берегу завязалась яростная рукопашная схватка. Русы сражались отчаянно — рубили врагов мечами, секли боевыми топорами, сбивали с ног ударами щитов, однако болгар пока было больше, и они постепенно оттесняли неприятеля обратно к воде. Но всё новые и новые ладьи подходили к берегу, и новые сотни княжеских ратников вступали в бой. За спинами сражающихся русов уже строилась «стена щитов», а через Дунай перевозили конных дружинников и венгерскую кавалерию.
Видя, что врага не удаётся сбросить обратно в реку, Пётр решил ударить тяжёлой конницей, состоявшей из болгарской знати. Царская пехота спешно расходилась на фланги, освобождая место для атаки кавалерии, но и Святослав, видя вражеский маневр, двинул вперёд «стену щитов». Трубы просигналили атаку, и ряды болгарской кавалерии покатилась на боевые порядки русов. Те закрылись большими, в рост человека, миндалевидными щитами и ощетинились лесом копий. Слишком поздно понял царь Пётр, что не надо было бросать конницу на центр русского построения, понял, когда ничего уже нельзя было исправить. Болгары с разбега ударились о вражеские ряды и, сломав собственный строй, рассыпались вдоль берега, а многие из них стали разворачивать коней, стремясь скорее покинуть поле боя. Видя разгром собственной конницы, дрогнула и пехота, а поскольку воспоминания о поражении на Днестре были ещё свежи в памяти воинов царя, то, побросав знамёна и оружие, они обратились в бегство. Следом за ними ринулись венгры и конные дружины русов, безжалостно рубя убегающих болгар, Святослав не собирался давать врагу ни малейшего шанса продолжить борьбу, стремясь уничтожить всё его войско одним ударом. Часть болгарских воинов укрылась в сильно укреплённом городе Доростоле, остальные просто разбежались по стране, и собрать их уже возможным не представлялось.
О том, что случилось с царём Болгарии, мы узнаём опять-таки из труда Льва Диакона:
Что князь и сделал —