Sau khi biết chắc rằng quân Áo sẽ tấn công vào 3 giờ sáng ngày 15 tháng 6, Armando Diaz hạ lệnh cho pháo binh Ý bắn phủ đầu vào đội hình địch lúc 2 giờ rưỡi. Đại bác Ý nã đạn cấp tập trên suốt mặt trận, nhiều quả đạn pháo rơi trúng ngay các đoạn chiến hào dày đặc quân lính, gây thương vong nặng nề cho quân Áo-Hung. Đòn bắn phản chuẩn bị này đã làm chậm cuộc tấn công của quân Áo trên một số khu vực vì binh sĩ ở đấy vội vã chuyển sang phòng ngự do nghĩ rằng quân Ý sẽ đánh phủ đầu trước. Tuy nhiên trên phần lớn mặt trận, quân Áo-Hung vẫn đồng loạt tiến quân như đã định. Đợt công kích đầu tiên được thực hiện bởi Boroević với một mũi đánh xuống phía Nam dọc theo bờ biển Adriatic và một mũi chọc vào trung lưu sông Piave. Quân Áo vượt sông Piave đã thành công trong việc chiếm giữ một bàn đạp có chiều dài 15 dặm và chiều sâu 5 dặm[7] trước hỏa lực dày đặc của địch quân cho tới khi Boroević yêu cầu ngưng tấn công và hạ lệnh lui quân. Những ngày sau đó, quân Áo-Hung tiếp tục tấn công nhưng đạn pháo của Ý đã phá hỏng nhiều cây cầu và khiến các đội quân Áo vượt sông không thể nhận được viện binh cũng như tiếp tế. Thêm vào đó, dòng sông Piave rộng lớn đã cắt đứt một phần đáng kể quân Áo-Hung ở bờ Tây con sông và biến họ thành mồi ngon cho hỏa lực Ý. Ước tính có chừng 2 vạn quân Áo-Hung đã bị nước sông cuốn trôi khi cố rút lui về bờ Đông.[8] Đến ngày 19 tháng 6, Diaz hạ lệnh cho quân Ý phản kích vào cạnh sườn của quân Áo-Hung và gây cho phía Áo-Hung những thiệt hại nặng nề.

Khi Boroević đang sa lầy ở sông Piave thì vào cùng ngày 15 tháng 6, Konrad cũng phát động tấn công vào phòng tuyến quân Ý ở phía Tây tại bình nguyên Asiago với mục tiêu chiếm Vicenza. Quân Konrad đã đánh chiếm được một số vùng đất nhưng nhanh chóng bị chặn đứng trước sự chiến đấu quyết liệt của viện quân Anh và Pháp;[7] 40.000 người nữa lại được thêm vào danh sách thương vong của quân Áo-Hung. Sau trận đánh, Boroević đã phê phán kịch liệt chiến thuật của Konrad vì cho rằng khi thấy quân đội Áo-Hung đã mắc kẹt ở Vicenza, đáng nhẽ Konrad phải lập tức điều quân sang tăng viện cho khu vực Piave thay vì cứ ngoan cố tiếp tục tấn công với quân lực ngày càng bị hao mòn.

Mệt lả, thiếu hụt tiếp tế và đối mặt trước nguy cơ bị phản kích bởi xe tăng, hoàng đế Karl I đã đích thân nắm quyền chỉ huy vào ngày 20 tháng 6 và hạ lệnh lui quân.[7] Kỷ cương của Quân đội Áo - Hung suy sụp, do mọi chiến sĩ cảm thấy họ đã không chiến đấu vì nước Áo, vì người Hungary hay là vì người Slavơ, mà lại là vì Đế chế Đức[3]. Đến ngày 23 chiến tuyến trở lại điểm xuất phát và trận Piave kết thúc.