Vào buổi sáng của trận chiến, Alp Arslan đã triệu hồi và phát biểu trước ba quân khi đang khoác trên mình một chiếc áo choàng trắng, như trong đám tang của người Hồi giáo.[19] Đây là một thông điệp đáng khích lệ rằng ông đã sẵn sàng để chết trong trận này. Romanos không biết được sự thất bại của Tarchaneiotes nên đã tiếp tục tiến quân đến Manzikert và đã dễ dàng chiếm được thành phố vào ngày 23 tháng 8. Người Seljuk đã đáp lại bằng những cuộc tập kích của các xạ thủ. Ngày hôm sau, một vài nhóm binh lính dưới trướng của Bryennios khi đang đi phá phách đã phát hiện ra quân đội Seljuk và buộc phải rút về Manzikert. Nhận được tin cấp báo, Romanos hạ lệnh sai viên tướng người Armenia Basilakes dẫn một số kỵ binh đi do thám, nhưng Romanos vẫn chưa tin số quân Seljuk này là đại quân của Alp Arslan. Quân do thám bị chặn đánh và Basilakes bị bắt. Romanos hạ lệnh bài binh bố trận và hạ lệnh Bryennios dẫn cánh trái công tiến. Tuy nhiên, do gần như bị người Thổ tiếp cận nhanh chóng bao vây, Bryennios bị buộc phải rút lui một lần nữa. Quân Seljuk nấp trên những ngọn đồi gần đó vào ban đêm, khiến Romanos không thể tổ chức nổi một cuộc phản công.[6][20]

Cương thổ Đông La Mã (màu tím), hướng tiến quân của người Đông La Mã (màu đỏ) và hướng tiến quân của người Seljuk (màu lục)

Vào ngày 25 tháng 8, một số lính đánh thuê người Turk của Romanos đã đào ngũ sau khi tiếp xúc với họ hàng Seljuk của họ. Sultan Seljuk đã cho sứ sang cầu hòa, nhưng Romanos đã khước từ. Ông muốn giải quyết câu hỏi về phía đông và những cuộc xâm lược và định cư liên tục của người Turk bằng một đòn chí mạng. Ông hiểu rằng, việc phải nuôi thêm một đội quân khác để bảo vệ biên giới phía đông sẽ khó khăn và tốn kém. Ông cố gắng để triệu hồi Tarchaneiotes, người vốn không còn ở trong khu vực. Ngày hôm đó, ngày 26 tháng 8, quân đội Đông La Mã sau khi đã được sắp xếp thành đội hình phù hợp, đã bắt đầu tiến đến trại của người Thổ. Tả quân do Bryennios chỉ huy, hữu quân do Theodoros Alyates chỉ huy trong khi hoàng đế đích thân thống lĩnh trung quân. Tương truyền, vào thời điểm đó, một người lính Thổ đã nói với Alp Arslan rằng, "thưa bệ hạ, quân địch đang tiến tới gần". Alp Arslan đã trả lời, "Vậy thì quân ta cũng đang đến gần họ". Andronikos Doukas được nhận lệnh thống lĩnh lực lượng dự bị ở phía sau. Tuy nhiên đây là một sai lầm ngu ngốc của Romanos khi đặt lòng tin vào dòng họ Doukas tham quyền. Ở cách đó bốn cây số, quân đội Seljuk đã được sắp xếp thành một hình lưỡi liềm.[21] Cung thủ Seljuk đã tấn công quân đội Đông La Mã khi họ tiến đến gần. Tuyến giữa của hình lưỡi liềm liên tục di chuyển về phía sau trong khi hai cánh bao vây quân đội Đông La Mã.

Quân Đông La Mã đã chống cự được sự tấn công của xạ thủ Seljuk và đã chiếm được trại vua Thổ vào cuối buổi chiều. Tuy nhiên, ở hai bên cánh, vốn bị cung tên của Seljuk làm tổn thương nghiêm trọng, đã nhanh chóng vỡ trận khi các đơn vị riêng biệt cố gắng ép người Thổ phải giáp chiến lá cà. Kỵ binh người Thổ cứ rút chạy mỗi khi bị đe dọa - chiến thuật vừa đánh vừa chạy của các chiến binh trên thảo nguyên. Do quân Seljuk đã tháo chạy, Romanos hạ lệnh rút quân trước khi đêm xuống. Tuy nhiên, hữu quân Đông La Mã đã hiểu sai lệnh. Trong khi đó, Doukas, như một đối thủ của Romanos, đã cố tình bỏ phớt lờ hoàng đế và đem cánh quân của mình quay về trại bên ngoài Manzikert, chứ không yểm trợ hoàng đế. Nhân khi quân đội Đông La Mã trở nên lộn xộn, người Seljuk chớp lấy thời cơ và tấn công.[6] Hữu quân Đông La Mã gần như đã tháo chạy ngay lập tức khi cho rằng, họ đã bị người Armenia hoặc các phụ tá người Thổ trong quân đội phản bội. Một số sử gia giả định rằng người Armenia là những người đầu tiên đã cố gắng bỏ trốn. Tất cả những người này đều đã trốn thoát thành công, trong khi đó các phụ tá người Thổ trong quân đội Đông La Mã vẫn trung thành đến cùng.[22] Một vài tài liệu khác lại cho thấy rằng bộ binh Armenia đã chống cự mạnh mẽ, đã không quay đuôi và không từ bỏ hoàng đế như nhiều người nghĩ. Khi Romanos chứng kiến sự dũng cảm của những người lính Armenia, ông tỏ ra rất quý họ và tự hứa rằng sẽ thưởng cho họ. Vào cuối trận chiến, trung quân dưới quyền chỉ huy của hoàng đế và đội quân người Armenia là những người phải chịu đựng số thương vong lớn nhất trong quân ngũ Đông La Mã.[23] Tả quân của Bryennios tuy cũng đã cầm cự lâu hơn một chút nhưng cũng sớm tháo lui.[9] Những tàn dư của trung quân Đông La Mã, bao gồm cả hoàng đế và vệ binh Varangoi, đã bị người Seljuk bao vây hoàn toàn. Romanos bị thương và bị bắt người Seljuk bắt làm tù binh. Những người sống sót là những người đã phải vượt đồng ruộng tháo chạy và họ đã bị người Thổ truy đuổi suốt đêm, nhưng không đuổi đến tận cùng. Vào lúc bình minh, lực lương nòng cốt của quân đội Đông La Mã đã bị tiêu diệt hoàn toàn trong khi nhiều binh lính nông dân và dân quân dưới sự chỉ huy của Andronikus đã tẩu thoát.[9]

Hoàng đế Romanos bị bắt

Khi Hoàng đế Romanos IV bị áp giải đến trước mặt Alp Arslan, vị Sultan đã không tin rằng gã đàn ông mình đầy máu me, quần áo rách, bụi bặm lại là hoàng đế của La Mã. Sau khi biết được danh tính thật của ông, Alp Arslan đã làm nhục bằng cách đặt đặt chân lên cổ của hoàng đế và buộc ông phải hôn đất. Cuộc trò chuyện sau đây được cho là đã diễn ra sau khi Romanos được đưa đến trước mặt Sultan:[24][25]

Alp Arslan: "Ngài sẽ làm gì nếu ta bị bắt làm tù bình và bị áp giải tới trước mặt ngài?"Romanos: "Có lẽ ta sẽ giết ngài, hoặc đem bêu trên đường phố Constantinopolis."Alp Arslan: "Hình phạt của ta còn nặng hơn nhiều. Ta sẽ quên ngài, và thả ngài tự do."

Sau màn lăng nhục sỉ vả xong xuôi, Arslan nâng Romanos đứng dậy và ra lệnh phải đối đãi với ông ấy như một vị vua. Kể từ đó vị Hồi vương này cư xử với Romanos rất mực tử tế, chẳng bao giờ nặng lời với ông trong suốt tám ngày trời Hoàng đế ở trong trại của mình.[26] Rồi sau đó ông ta cho người thả Hoàng đế về nhằm đổi lấy hòa ước và lời hứa về một khoản tiền chuộc khổng lồ. Lần đầu Alp Arslan đòi Romanos IV một khoản tiền chuộc 10.000.000 nomismata, nhưng về sau ông giảm bớt xuống còn 1.500.000 nomismata, kèm theo hơn 360.000 nomismata hàng năm.[27]