4 lipca 1610 r. około godziny 3 nad ranem rosyjscy wartownicy stojący we wsi Prieczistoje zaalarmowali, że zbliża się długa kolumna polskich wojsk. Polacy pod wodzą hetmana wielkiego koronnego Stanisława Żółkiewskiego miesiąc wcześniej wyruszyli spod Smoleńska i skierowali się na wschód, aby w otwartym polu stawić czoło armii rosyjskiej. Po całonocnym marszu błotnistą drogą wczesnym rankiem oczom Polaków ukazał się pogrążony w chaosie obóz rosyjski. Dowódcy moskiewscy zwijali się jak w ukropie, aby przygotować swoich żołnierzy do bitwy. Poprzedniego dnia żołdacy – pewni, że do bitwy nie dojdzie prędko i że będzie ona zwycięska – zabawiali się do późnego wieczora, nie szczędząc jadła i gorzałki. Gdy więc po kilku godzinach nadciągnął Żółkiewski, nieubrani i nieuzbrojeni rosyjscy żołnierze spali jak zabici gdzie popadnie. Dowódcy i młodsi oficerowie musieli wykonać nadludzki wysiłek, aby rozbudzić pijanych żołnierzy i groźbami zmusić do zajęcia pozycji.
Żółkiewski nie zdecydował się jednak uderzyć znienacka. Długi pochód sprawił, że jego armia rozciągnęła się w wielokilometrowy szereg. Gdyby hetman dał rozkaz do natarcia, musiałby czekać, aż żołnierze dotrą na pole bitwy, co mogło trwać wiele godzin. Polskie pułki nadciągające w ordynku powoli zajmowały pozycje i w końcu stanęły naprzeciwko rosyjskich wojsk. Wydawało się, że los bitwy jest przesądzony. Polski dowódca wiódł niecałe 6 tys. husarzy, 200 piechurów i kilkuset kawalerzystów. Do dyspozycji miał zaledwie dwa działa polowe. Natomiast w obozie wokół Prieczistoje do walki szykowało się prawie 30 tys. Rosjan, których wspierało 8 tys. najemników ze Szwecji i Niderlandów oraz 11 dział. Choć przewaga liczebna była druzgocąca, Żółkiewski zdawał sobie sprawę, że jego podkomendni przez lata zdążyli się wprawić w boju, są znacznie lepiej uzbrojeni i mają wyższe morale. Wiedział też, że oddziały rosyjskie składają się w dużej mierze z chłopów przymusowo wcielonych do wojska, niewyszkolonych i nieskorych do bitwy z regularną armią. Najbardziej liczącą się siłą w rosyjskiej armii byli cudzoziemscy najemnicy, którymi dowodził Szwed Jacob de la Gardie. Jak na ironię, rozbili obóz w oddali, nie łącząc się z głównymi siłami rosyjskimi.
Siła husarii
Żółkiewski doszedł do wniosku, że najpierw zaatakuje Rosjan i pokona ich wstępnym bojem, aby nadwerężyć morale szwedzkich najemników. Tych ostatnich chciał związać częścią swoich sił, a przeciwko Rosjanom użyć niezawodnej polskiej broni – husarii. Wydał rozkaz, aby oczyścić pole do bitwy, czyli usunąć wszystkie przeszkody (płoty, zagajniki) utrudniające szarżę husarii. Żołnierze nie skończyli jeszcze tego robić, gdy rankiem hetman dał komendę do natarcia. Do ataku ruszyły pułki konne, na przemian lekka i ciężka jazda. Każda z polskich chorągwi szarżowała osiem–dziesięć razy. Zdezorientowanych Rosjan utwierdziło to w przekonaniu, że atakują ich przeważające siły Rzeczypospolitej. Te szarże były dla Rosjan druzgocące. Moskiewscy kawalerzyści nie wytrzymywali ataków husarzy, przegrywali również starcia na białą broń. Dymitr Szujski, głównodowodzący wojsk rosyjskich, popchnął do ataku najemnych rajtarów. Ci ruszyli przeciwko Polakom akurat wtedy, gdy rozpoczynała się kolejna szarża chorągwi pancernej jazdy. Cudzoziemcy nie wytrzymali starcia z polską husarią. Ich atak się załamał, a polska szarża trwała. W rezultacie rajtarzy rozpoczęli zmasowany odwrót i wraz z husarzami wpadli na główne siły Szujskiego. Chwilę później Rosjanie zaczęli uciekać z pola bitwy, chroniąc się w lasach albo próbując wrócić do warownego obozu.
W tym samym czasie na lewym skrzydle wojsk polskich trwała ciężka bitwa ze szwedzkimi pułkami. Wyszkoleni zawodowi żołnierze stawili Polakom silny opór. Jazda mogła tutaj szarżować tylko przez wyrwy w mocnym płocie. Za płotem stali muszkieterzy i pikinierzy. Pierwsi strzelali z bliskiej odległości do nacierających husarzy, drudzy ranili konie. W pierwszej fazie bitwy zginęło tam około 100 żołnierzy po każdej stronie. Sytuacja uległa zmianie, gdy na miejsce nadciągnęła polska piechota wyposażona w dwa falkonety – działa artyleryjskie. Puszkarze otworzyli ogień w stronę płotów i w ten sposób za jednym zamachem zniszczyli przeszkody dla husarskich szarż i zadali bolesne straty muszkieterom. Wkrótce polska jazda ruszyła do natarcia. Widząc to, Żółkiewski wydał rozkaz, aby przerwać pościg za Rosjanami i uderzyć na Szwedów. Wojska szwedzkie nie wytrzymały tego uderzenia i rzuciły się do rozpaczliwej ucieczki.
Szczęśliwa zdrada
Hetman pobił nieprzyjaciela, ale go nie rozbił. Losy bitwy mogły się jeszcze odwrócić. Szwedzkie wojska uciekły do ufortyfikowanego obozu, a rosyjscy piechurzy, którzy nie zginęli z polskich rąk, umocnili się w obozie we wsi Pirniewo. Zaczęli do nich ściągać żołnierze z rozbitych pułków. W końcu dojechał też Dymitr Szujski. Polacy otoczyli obozy, ale Żółkiewski ani myślał zarządzać ataku. Siły przeciwnika wciąż były liczniejsze, a uderzanie jazdą na warowny obóz było niepodobieństwem. Hetman spróbował więc podstępu. Wysłał posłów do szwedzkiego obozu i zaproponował zawarcie pokoju. Okazało się wówczas, że najemnicy od dłuższego czasu nie otrzymywali żołdu. Ich morale wyraźnie podupadło. Co więcej, dwaj główni szwedzcy dowódcy – Jacob de la Gardie i Edward Horn – uciekli w las przed szarżą polskiej husarii i dowództwo pełnili niżsi rangą oficerowie. Polski hetman uzgodnił więc z nimi, że wypuści szwedzkie wojska, jeśli złożą przysięgę, że nigdy więcej nie będą walczyć przeciwko Rzeczypospolitej. Tak też się stało. Przed wieczorem Szwedzi wyszli z obozu, a armia polska ich przepuściła. Kilkuset najemników zaproponowało swoją służbę Żółkiewskiemu, a ten natychmiast skorzystał z propozycji. W rezultacie jego siły były liczniejsze i silniejsze niż jeszcze kilka godzin wcześniej.