Турки заняли превосходную оборонительную позицию, заставившую союзников развернуть свой флот вокруг северного мыса в устье пролива. Но несмотря на начальный тактический успех, не сумели его развить. Довольно скоро натиск союзников начал дробить турецкий центр. Османский флагман, галера Али-паши, был взят штурмом. В донесении дона Хуана Австрийского сказано: «Сражение на галере [Али-паши] длилось больше часа. Дважды наши силы достигали грот-мачты турецкого корабля, но турки всякий раз отбрасывали их к носовой части нашего собственного корабля… Но через полтора часа Бог даровал нам победу, и паша вместе с пятью сотнями турок был захвачен. Его флаги были сняты, и на грот-мачте был поднят крест. Началось ликование».
На испанском корабле «Маркиза» в это время служил будущий автор «Дон Кихота». Он был дважды ранен – в грудь и в левую руку, «к торжеству правой», как впоследствии заметил он.
Три галеры ордена были поставлены на самый край правого фланга. Эта позиция вскоре была атакована эскадрой под командованием Очиали-паши. Находясь в меньшинстве, рыцари сражались со свойственной им отвагой. В одном из описаний этого боя сказано: «Рыцари и их люди защищались с храбростью, достойной их героического ордена. Отличился юноша по имени Бернардино де Хередиа, сын графа де Фуэнтеса. Сарагосский рыцарь Джеронимо Рамирес, хотя и пронзенный стрелами, как святой Себастьян, сражался с таким отчаянием, что никто из алжирской абордажной партии не рисковал подойти к нему, пока он не упал замертво. Рыцарь из Бургундии перепрыгнул на одну из вражеских галер, убил четырех турок и защищался до тех пор, пока не был сломлен многократно превосходящими силами противника».
Одна галера ордена была захвачена, и ее попытались отбуксировать, как приз, но последовала контратака, заставившая алжирцев бросить ее. На борту спасители обнаружили трех выживших рыцарей – все они были ранены и находились без сознания – и приора с пятью стрелами в груди. Вокруг них лежали тела других рыцарей, братьев и моряков, а также тела 300 турок, убитых при попытке захватить галеру.
К концу дня стало ясно, что битва при Лепанто войдет в историю как великая христианская победа. Только корабли Очиали-паши, сражавшиеся на правом фланге флота дона Хуана с галерами рыцарей, сумели уйти с честью. Когда центр турецких позиций был смят под натиском христиан, Очиали-паша сумел увести свои корабли. В других местах потери турок были огромны – 50 судов были уничтожены или захвачены, 20 000 человек убиты или взяты в плен. Потери союзников составили 8000 человек убитыми и вдвое больше ранеными. Самым важным результатом сражения стало освобождение нескольких тысяч христиан, рабов на турецких галерах.