Египетское войско насчитывало 30 000 (по другим данным, 10 000) человек, и Тутмос был уверен в победе.
Утром 15 мая он построил свою армию для боя. Боевой порядок египтян состоял из трех частей: центр находился на левом берегу ручья Кины; правое крыло – на высоте, расположенной на правом берегу того же ручья; левое крыло – на высотах северо-западнее Мегиддо. Получился вогнутый фронт.
Противник развернул свои силы на подступах к Мегиддо, юго-западнее города. Общая численность его осталась неизвестной.
Тутмос на золотой боевой колеснице стал в центре и первым бросился на врага. «Фараон сам вел свою армию, мощный во главе ее, подобный языку пламени, фараон, работающий своим мечом. Он двинулся вперед, ни с кем не сравнимый, убивая варваров». Пока южное крыло заняло мятежников отвлекающим маневром, Тутмос лично повел северный «рог» своего боевого порядка в атаку, направленную между флангом мятежников и крепостью. Результатом было окружение фланга мятежников и сокрушительная победа египтян.
Противнику ничего не оставалось, как броситься в бегство, скрывшись за городскими стенами. Но фараон остался недоволен: его солдаты, вместо того чтобы ворваться в город, занялись захватом добычи на поле боя. Тем временем ворота города были плотно заперты, царей Кадета, Мегиддо, их союзников, а также отдельных воинов, спасшихся бегством, гарнизон крепости и жители города втащили на крепостную стену.
Тутмос приказал немедленно обложить город. «Они измерили город, окружив его оградой, возведенной из зеленых стволов всех излюбленных ими деревьев; его величество находился сам на укреплении, к востоку от города, осматривая, что было сделано».
«Все властители всех северных стран заперты в этом городе, – обратился он к своему войску, – поэтому взятие Мегиддо подобно взятию тысячи городов».
Затем началась длительная осада города – египтяне еще не умели брать крепости штурмом. Только через семь месяцев измученный голодом город сдался. Царь Кадеша сумел бежать, а оставшиеся в живых князьки пали ниц перед фараоном, умоляя его сохранить им жизнь. Тутмос проявил великодушие, но при этом «властители» были отправлены в свои города на ослах. Египтяне же вновь стали считать добычу.
Оценивая значение своего успеха, Тутмос благодарил Амона и говорил: «Я словил в одном городе их, я окружил их толстой стеной». По источникам, потери войска, проигравшего битву, исчислялись в 83 человека убитыми и 140 пленными. Египтяне захватили более 2000 лошадей, столько же голов крупного рогатого скота и 994 колесницы. Это была впечатляющая победа, открывшая египтянам дорогу в Сирию.