Рыцари, которые привезли два обнаженных меча, высокомерно вручили их королю и Витаутасу, вызывая их выйти на бой и сражаться. Король отреагировал спокойно, отпустил герольдов, а затем дал сигнал к началу битвы. В то время как поляки наступали в относительно строгом порядке, распевая гимн, литовцы бросились в бешеную атаку и рассеяли противостоящие им легковооруженные части. Затем силы противников истребляли друг друга примерно в течение часа. Только этот момент сражения описывается одинаково. Кроме признания этого факта среди летописцев, описывавших сражение, практически нет согласия. Поляки явно не ввели в бой свои основные силы, так как немцы продолжали обороняться, ожидая возможности нанести безжалостный удар в тыл какому-либо отступающему полку или в разрыв между вражескими рядами.
Битва при Грюнвальде до сих пор проигрывается историками снова и снова. Хотя общие черты сражения ясны, немецкие, польские и литовские историки так и не приходят к согласию о различных действиях, происходивших в ходе сражения, и даже о точном месте битвы на широком поле. Место, где в районе массовых захоронений расположена мемориальная часовня, было установлено археологами, но, так как последние вполне могли отмечать места, где были захоронены убитые пленники или умершие от ран после битвы через несколько дней, не существует общепринятого мнения даже о месте, где строились к сражению армии. Историки сходятся во мнениях о следующих фактах: крестоносцы, пришедшие на помощь ордену, располагались напротив литовцев. Возможно, потому, что они предпочли бы сражаться с татарскими язычниками, чем с польскими христианами. Но, возможно, просто потому, что это была самая удачная позиция. Тевтонские рыцари держали центр и правый фланг, напротив поляков и их наемников.
Самое значительное описание битвы принадлежит Яну Длугожу, польскому придворному историку. Оно краткое и прославляет вклад поляков в победу, преуменьшая заслуги литовцев. Он пишет, что один из флангов крестоносцев после жестокой битвы разбил конницу Витаутаса. Хотя Витаутас и смоленские полки оставались на поле боя, татары бежали, а за ними многие литовские и русские воины. Немецкие крестоносцы, увидев бегство неприятеля, сочли, что одержали победу, и оставили свои позиции, чтобы преследовать врага. В рядах ордена появилась «дыра». Поляки тем временем удерживали свои позиции против тевтонских рыцарей. Когда крестоносцы смешали свои ряды, преследуя татар, поляки увидели в этом благоприятный для себя шанс, усилили свой натиск и кинулись в образовавшийся разрыв. Вскоре основные силы ордена оказались в затруднительном положении.
Общепринятый взгляд на ход сражения значительно изменился после обнаружения письма, написанного в 1413 году хорошо информированным рыцарем или капитаном наемников. Его строгое наставление, чтобы рыцари держали строй, подкрепляет версию, выдвигаемую не слишком известными историками, что часть крестоносцев в составе войск ордена попалась на тактическую уловку литовцев: притворное отступление, заведшее преследователей в ловушку, устроенную польскими рыцарями, стоявшими на фланге. Литовцы и поляки затем ворвались в расстроенные ряды немцев и развалили строй крестоносцев.