Битва началась с атак многотысячных турецких конных лучников. Роман Диоген ввел в дело своих лучников и тяжеловооруженную панцырную кавалерию – главную ударную силу византийской армии. Однако вовлечь турок в рукопашный бой не удалось.
Опытный в войнах султан Алп-Арслан делала все для того, чтобы избежать ближнего боя, в котором дисциплинированные и хорошо организованные византийцы имели несомненное преимущество перед легкой азиатской конницей лучников. Султан приказал отойти подальше от Манцикерта. Византийцы, ободренные видом отступавшего противника, продолжили движение вперед.
К концу дня византийцы захватили турецкий походный лагерь, так и не сумев навязать сельджукам ближний бой. Стороны несли потери только от стрел, которыми осыпали друг друга. В это время базилевс решил вернуться на исходные позиции, поскольку его лагерь имел слабое прикрытие и вражеская конница могла захватить его без больших усилий.
Видя, что византийцы отходят, султан Алп-Арслан бросил в преследование всю массу легкоконных лучников. Император в ответ приказал армии развернуться и ударом отбросить турок. Однако в бой пошла только первая боевая линия. Андроник Дука со своей второй линией и отрядами, прикрывавшими фланги, продолжал отступать к походному лагерю. Он даже и не помышлял прийти на помощь своему государю, хотя имел приказ вступить в бой.
Так немалая числом византийская армия на поле битвы оказалась разделенной надвое, и под личным командованием Романа Диогена оказалась не самая большая ее часть. Сельджукский полководец блестяще распорядился ситуацией: сельджуки и их союзники-печенеги окружили войска базилевса. Он не успел перестроить боевую линию и организовать круговую оборону.
Неприятель сломил сопротивление флангов византийцев, лишенных прикрытия. Когда на поле брани стали спускаться вечерние сумерки, императора защищал только небольшой отряд пеших воинов. Но и он вскоре был частью истреблен, частью – взят в плен. В числе плененных оказался и сам полководец-базилевс. Роман Диоген стал почетным пленником султана Алп-Арслана. Так завершилось сражение при Манцикерте.
Первым откликом на поражение византийской армии явился дворцовый переворот в Константинополе. Власть в столице захватил Иоанн Дука, который возвел на престол своего племянника – Михаила VII, сына императора Константина Х. Хитрый царедворец не рискнул сам облачиться в красную мантию базилевса.
Алп-Арслан в том же августе 1071 года отпустил своего венценосного пленника под клятвенное обещание выслать большой выкуп. Роман Диоген попытался было силой вернуть себе императорский трон, но потерпел поражение. Он был схвачен Андроником Дукой и ослеплен. Предатель боялся, что казнь или тайное убийство