Petervaradin Kalesi’ni fethetmek isteyen Ali Paşa, saldırı için hazırlık yapmadan, Avusturya ordusunun yakınlarına karargâh kurdu. Prens Eugene, Osmanlı ordusunun muharebe için hazırlık yapmasına fırsat vermedi. Harp meclisini bile toplamadan, hemen saldırıya geçmeye karar verdi. Osmanlı kuvvetleri, başlangıçta Avusturya piyadelerini geri püskürttüler. Yeniçeriler düşmanın sol kanadını çökertti. Fakat Prens Eugene’nin hemen pes etmeye niyeti yoktu. Derhal ordusunun sol kanadına takviyede bulunarak olası bir bozgunu önledi ve Osmanlı ordusunun sağ kanadına yüklendi. Osmanlı ordusunun sağ kanadının geri çekilmeye başlaması üzerine Prens Eugene genel taarruz emri verdi. Bu kanattaki komutanların şehit olması üzerine, sağ kolda başlayan bozgun yavaş yavaş ordunun diğer taraflarına da sirayet etti. Düşman süvarilerinin saldırısına dayanamayan Osmanlı ordusunun dağılmakta olduğunu gören Ali Paşa, bozgunu önlemek için yanındaki adamlarıyla düşmana saldırdı. Ancak düşman tarafından gelen bir kurşun sadrazamın tam alnına isabet etti ve Ali Paşa’yı yere yıktı. Savaşta tarif edilemez derecede gaddarlıklar yaşanmıştı. Eugene’in subaylarından biri, daha sonra şöyle yazacaktı: “Adamlarımız fazla kana susadıkları ve herkesi öldürdükleri için ancak 20 esir alabildik”. Petervaradin Muharebesi’nin sonunda, Osmanlı karargâhı da Avusturyalıların eline geçti. Karargâhta ele geçenleri taşımak için 300 araba tam üç gün boyunca çalıştı.