Армия мятежников 12 августа беспрепятственно вошла в Шрусбери. Это время в Лестере собирались королевские войска. Свои отряды привели Джон Хауэрд герцог Норфолкский и его сын Томас граф Саррейский, Френсис виконт Ловелл, сэр Ричард Рэтклифф, сэр Роберт Брекенбери. С большой неохотой явился Генри Перси граф Нортумберлендский. 15 августа пришло послание от Томаса Стэнли графа Дербийского, в котором он ссылался на мучившую его лихорадку и выражал сомнение, что сможет прибыть вовремя. Король покинул замок Ноттингем 19 августа и также подошел в Лестер с сильным мидлендским войском.

Разведчики донесли Ричарду III, что войско графа Дербийского стоит в Сток-Голдинге, отряды его брата сэра Уильяма Стэнли — в Шентоне и армия Генри Тюдора — у Этерстоуна. Ночью 21 августа королевская армия расположилась на холме у Саттон-Чейни. Авангард был выслан на сопку, расположенную перед лагерем, с приказом удерживать ее всеми силами, если противник попытается атаковать ночью. На следующий день Ричард хотел занять позицию на Амбионском холме, оставив на месте ночной стоянки графа Нортумберлендского с резервом.

С рассветом 22 августа отряды графа Норфолкского двинулись к вершинам Амбионского холма. За ними шли войска короля. Отряд Нортумберленда остался на месте в качестве арьергарда. Королевская армия заняла намеченные позиции на Амбионском холме, откуда открывался обзор на многие километры вокруг. Отряд Норфолка не слезал с коней: спешиться воины должны были перед самым сражением. Такой же приказ получили солдаты короля, только сам Ричард III и 80 его рыцарей оставались верхами в течение всего боя. Артиллерию король расположил на южном левом фланге, прикрытом болотом.

Ночью войска сэра Уильяма Стэнли пересекли равнину и выстроились в полумиле от королевской армии, под прямым углом к ее порядкам. За ними второй линией расположились отряды графа Дербийского. Король отправил гонца к братьям Стэнли с приказом встать на правом фланге и встретить врага лицом к лицу. Никакого движения войск Стэнли не последовало. Подозрение Ричарда III, что братья ему изменили, окрепло, тем более что Джону герцогу Норфолкскому ночью в палатку подбросили предупреждение:

Центром армии Тюдора командовал Джон де Вер 13-й граф Оксфордский, правым крылом — сэр Гилберт Толбот, дядя Джорджа Толбота 4-го графа Шрусберийского, а левым — сэр Джон Сэвидж, женатый на Кэтрин Стэнли, сестре братьев-изменников. В тылу размещался небольшой конный резерв, исполнявший также роль личной охраны Генри Тюдора. У мятежников была сильная артиллерия, которую они частично привезли с собой из Франции, а частично реквизировали по пути к месту сражения. Предположительно армия Тюдора насчитывала 5000 человек, войска Стэнли — до 3000, а королевская армия вместе с отрядом Нортумберленда — 10 000 солдат. Шансы мятежников на победу были невелики. Почти никто из великих лордов не поддержал их; Ричард III имел значительное численное преимущество на поле боя, но судьбу королевства решили предательство и трагическая случайность.

Армия Тюдора начала наступление, но была вынуждена отклониться к северу, чтобы обойти болото. Затем мятежники возобновили атаку на Амбионский холм. Началась артиллерийская перестрелка. Армии вот-вот должны были сойтись на расстояние выстрела из лука. В этот момент от Стэнли вернулся королевский гонец. По преданию, он привез дерзкий ответ. Граф Дербийский передавал королю, что у него много сыновей. Это был намек на то, что судьба Джорджа его не волнует. Ричард отдал приказ казнить заложника, но его так и не успели выполнить.

Вступили в бой лучники, но армия Тюдора продолжала наступать вверх по склону. Тяжеловооруженные всадники Норфолка ринулись в атаку. Фланги мятежников сдвинулись к центру, образовав трапецию, вершиной направленную на противника. Оксфорд приказал солдатам не удаляться от штандарта своих офицеров более чем на 10 шагов и запретил очертя голову бросаться в преследование. Герцог Норфолкский начал отводить свои отряды для перегруппировки, но в этот момент был убит. Командование перешло к его сыну Томасу графу Саррейскому. Ричард III потребовал от Нортумберленда присоединиться к новой атаке, но тот отказался сдвинуться с места. Свой отказ он мотивировал тем, что ему необходимо оставаться на месте, чтобы удерживать Стэнли от каких-либо враждебных действий. Верный Кэтсби пытался уговорить короля покинуть поле боя, поскольку проигранная битва не означала конца всей войны, но Ричард отказался последовать его совету.

Небольшой отряд из резерва во главе с Генри Тюдором направился к боевым порядкам братьев Стэнли, вероятно, чтобы склонить их вступить в бой на своей стороне. Решив закончить бой одним ударом, Ричард III схватил секиру и повел ему наперерез 80 своих рыцарей, среди которых были сэр Роберт Брекенбери, сэр Ричард Рэтклифф, сэр Мармадьюк Констебл, Френсис лорд Ловелл, сэр Джеймс Харингтон, сэр Ральф Эштон, сэр Томас Пилкингтон, сэр Роберт Перси, Уильям Сапкот, сэр Хамфри и Томас Стаффорды, Джон Кендалл. Тяжеловооруженные всадпики обогнули правый, северный фланг королевской армии, устремились вниз по склону и столкнулись с отрядом Тюдора. В завязавшейся схватке Ричард III был сбит с коня и зарублен. Вместе с ним погибли сэр Роберт Брекенбери и сэр Ричард Рэтклифф. Войска Стэнли вышли из состояния неподвижности и ударили по королевской армии, которая предпочла сложить оружие. Братьям Стаффордам и Френсису лорду Ловеллу удалось бежать. Генри Перси граф Нортумберлендский и Томас Хауэрд граф Саррейский сдались Тюдору и были заключены в Лондонский Тауэр. Уильяма Кэтсби схватили позже и обезглавили в Лестере.

Амбионский холм принимается большинством историков как истинное место битвы. Однако некоторые считают, что основное столкновение произошло на равнине, в километре на запад от холма. Это могло иметь смысл, если бы Ричард III планировал атаковать. Но он не был твердо уверен даже в войсках Нортумберленда, не говоря уже о Стэнли, и вряд ли собирался вести активные наступательные действия.