Турецкая же эскадра выстроилась в линию вдоль косы, готовясь ударить по выступающим из крепости русским колоннам. К пятнадцати часам неприятель приблизился к крепости вплотную, в этот момент Суворов вывел из крепости 1 500 солдат Орловского и Шлиссельбургского пехотных полков и самолично повел их в атаку. В ходе ожесточенного боя турки были выбиты из десяти траншей, однако фланговый огонь их кораблей нанес тяжелые потери русским. При этом сам командующий был ранен картечью в бок. Русские войска были вынуждены отступить обратно к своей крепости.
В этот момент неожиданно турецкие суда были атакованы галерой «Десна», единственным русским судном, бывшим в районе Кинбурна. Порядок расположения османской эскадры сломался, несколько кораблей подошли вплотную к крепости и были потоплены огнем ее орудий. Воспользовавшись удобным моментом и тем, что уже начало смеркаться, Суворов, несмотря на полученную рану, выстроил свои усиленные подошедшим подкреплением войска перед крепостью и решительно атаковал неприятеля.
Пехота прорывалась через траншеи, а казаки с легкоконной кавалерией обошли турок по мелководью и ударили им во фланг и в тыл. Турки, понимая, что им отступать некуда, сопротивлялись яростно. Под Суворовым были убиты две лошади, а сам он получил ранение в руку пулей навылет. Каждую траншею приходилось брать с ожесточенным боем. Русские полковые пушки разили неприятеля в упор картечью.
К полуночи турки были окончательно разбиты. Многие из них пытались спасись вплавь, но только лишь пяти сотням удалось достигнуть своих судов.
Еще немалое число их спряталось за возведенным ранее на оконечности косы эстакадом и в камышах на мелководье. Утром с ними всеми покончили казаки. Пленных не брали.
В сражении на косе русские потеряли убитыми двух офицеров и 136 нижних чинов. Ранено было 17 офицеров и более трех сотен нижних чинов. Турки потеряли убитыми более пяти тысяч. Среди трупов были найдены тела и двух французских советников.
Кинбурнская виктория стала первой победой русского оружия в войне 1787–1791 годов.
По ее случаю было отчеканено двадцать медалей для нижних чинов, выдававшихся впервые по решению самих солдат наиболее отличившимся, что только усиливало значение этой награды. Несколько офицеров были награждены орденами Святого князя Владимира и Георгия Победоносца. Александру Васильевичу Суворову была пожалована высшая награда империи – орден Андрея Первозванного. Кроме того, государыня послала ему два милостивых рескрипта.
