В начале июля турецкая кавалерия разорила окрестности города и началась бомбардировка, продолжавшаяся две недели, которая причинила стенам крепости серьезный ущерб, но не нанесла заметных потерь обороняющимся. Жестокая битва неистовствовала пять часов, в ходе которой туркам оказали яростное сопротивление, и воды Дуная окрасились кровью.
Венгры с их более легкими и маневренными судами рвали цепь неуклюжих турецких кораблей с их неопытными навигаторами, рассеяли их, потопили две галеры вместе с их экипажами и захватили четыре другие со всем их вооружением. Оставшиеся суда турецкой флотилии, заваленные мертвыми и умирающими, попытались спастись бегством, но были сожжены по приказу султана, чтобы не допустить их попадания в руки врагов.
Победа венгров была полной. Теперь Хуньяди и пламенный крестоносец Капистрано ввели свои войска в цитадель, чтобы ободрить осажденный гарнизон. Бреши и пробоины в стенах были спешно заделаны, а орудия отремонтированы. Мехмед, взбешенный своим поражением на реке и вынужденный штурмовать цитадель, лично повел янычар в решающую ночную атаку. В конце концов они пробились в нижнюю часть города, отдельные их группы пытались взобраться на стены, чтобы проникнуть внутрь цитадели. Хуньяди хитроумно увел свои войска от стен и приказал им спрятаться, в то время как янычары рассеялись по пустынным улицам в поисках поживы. По заранее установленному сигналу боевые кличи венгров перекрыли их победные крики, и, прежде чем турки успели собраться вместе, они были окружены небольшими группами и по большей части истреблены.
Оставшиеся в живых бросались вниз из крепости только для того, чтобы встретиться с еще более неожиданной опасностью. Предыдущей ночью Хуньяди и Капистрано подготовили кучи вязанок хвороста с ветками, пропитанными серой. Утром эти вязанки были подожжены и сброшены вниз, вслед отступающему врагу. Пламя занялось со всех сторон. Бесчисленное количество турок оказалось в ловушке без малейшего шанса спастись и сгорело во рвах, которые вскоре были завалены грудами обуглившихся и изуродованных тел, а пытавшиеся спастись бегством все равно попадали в огонь. Отряды крестоносцев решительно бросились прямо на позиции осадной артиллерии противника. Турки в беспорядке отступили перед ними, оставив орудия, и были отброшены вплоть до их третьей линии обороны, перед лагерем султана. Мехмед, доведенный до бешенства, бросился в гущу схватки, но, после того как он своим мечом снес голову одному крестоносцу, был ранен стрелой и был вынужден покинуть поле боя. Его янычары в замешательстве разбежались. Доведенный до отчаяния такими действиями янычар, султан проклял их командира Хасан-агу, который лично бросился в бой и был убит на глазах у своего господина. С наступлением сумерек султан подал сигнал к отступлению, которое превратилось в беспорядочное бегство, и большое количество орудий, боеприпасов и провианта попало и руки противника в качестве трофеев.