Выйти из крепости и дать бой византийский военачальник решился после того, как получил от своих лазутчиков сведения о неустойчивости венгерских и печенежских наемников (что соответствовало действительности). Византийское войско было разделено на три части – конница должна была действовать на открытой местности и притворным отступлением заманить войско Святослава, а на флангах в лесу Варда Склир сумел незаметно спрятать подразделения пеших воинов, которые и должны была нанести неожиданный удар.
В свою очередь, войско Святослава также было разделено на три части – русско-болгарская дружина (наиболее боеспособная его часть), а также отряды венгров и печенегов.
Начало сражения полностью подтвердило правильность диспозиции византийцев, план которых Святослав (не знавший о фланговых засадах) не смог вовремя разгадать. Атаковавшие византийскую конницу печенеги были, в свою очередь, внезапно атакованы пехотой с одного из флангов (неизвестно правого или левого), разбиты и в панике беспорядочно бежали.
После разгрома печенегов по византийцам в ответ ударила сначала венгерская конница, а потом конница и пешие дружинники Святослава, и завязался ожесточенный бой. При этом заметим, что Варда Склир удержался от соблазна ввести в бой второй засадный отряд и придерживал его для нанесения решающего флангового удара.
Однако византийцы так и не смогли нанести этот удар, на который они возлагали основную надежду. Боясь быть опрокинутым воинами Святослава, Варда Склир был вынужден ввести второй засадный отряд линейно на заключительном этапе боя (и у нас нет данных, чтобы оценить, как это сказалось на итоге боя). Наиболее вероятно, что четко выраженного победителя в битве под Адрианополем вообще не было – противостоящие стороны понесли большие потери, но явного преимущества ни одна из них не получила. Но о том, что Святослав не потерпел сокрушительного поражения, как это утверждал Иоанн Скилица, свидетельствует следующий факт: после битвы при Адрианополе Иоанн Цимисхий не только предложил ему заключение мирного соглашения, но и уплату дани.
Кроме того, соотношение потерь, приводимое византийскими авторами, совершенно фантастично, даже если принять их описание сражения.
О произошедших после битвы под Адрианополем переговорах между Святославом и византийцами исчерпывающе рассказывает Нестор, и нет оснований подвергать приводимую им информацию сомнению: «И созвал царь (имеется в виду византийский император. – Авт.) бояр своих в палату, и сказал им: «Что нам делать: не можем ведь ему сопротивляться?». И сказали ему бояре: «Пошли к нему дары; испытаем его: любит ли он золото или паволоки?» И послал к нему золото и паволоки с мудрым мужем, наказав ему: «Следи за его видом, и лицом, и мыслями». Он же, взяв дары, пришел к Святославу. И поведали Святославу, что пришли греки с поклоном, И сказал он: «Введите их сюда». Те вошли, и поклонились ему,