Численность персидского войска к этому времени составляла около 90 тысяч человек, в то время как индийская армия имела в своём составе до 340 тысяч. Готовясь к битве, Надир-шах построил свои войска в три линии. Впереди размещалась тяжёлая кавалерия и пушки, во второй линии - тяжёлая пехота, в третьей - ополчение разных горских народов. На флангах находились отряды бахтиярской и грузинской конницы, уже не раз доказавшие свою отвагу. За первой линией Надир-шах велел расположить множество верблюдов, имевших на своих спинах специально приготовленные жаровни с мелко нарезанными дровами. Сам шах, одетый в кольчугу, стоял впереди первой линии.
Около полудня 24 февраля 1739 года индийцы начали наступление. Впереди шли боевые слоны, затем два корпуса отборных войск общей численностью 70 тысяч человек. Остальные силы вместе со всей артиллерией оставались в резерве. Как только слоны достаточно приблизились, Надир-шах велел зажечь в жаровнях огонь и гнать верблюдов навстречу неприятелю. От сильной боли те подняли страшный рёв и бросились вперёд. Слоны остановились, и все старания вожаков, понуждавших их идти вперёд, оказались напрасны. Слоны сбились в кучу и открыли наступавшие за ними войска. Надир-шах немедленно воспользовался замешательством противника и бросил против него свою кавалерию. В то же время с флангов открыла огонь персидская артиллерия. В таких неудобных обстоятельствах индийцам пришлось принять рукопашный бой. Очевидец событий Мирза-Мехти так описывает эту отважную кавалерийскую атаку: «Земля дрожала от топота коней, пыль столбом поднималась до небес; свист пуль, треск стрел, гром орудий - всё это смешалось вместе; от гула выстрелов солнце готово было упасть на землю; кругом лежали бездыханные трупы, все главные начальники неприятельские были убиты - и наконец дрогнули войска. Счастье Надир-шаха восторжествовало…» Ночная темнота положила конец сражению. Победители захватили множество слонов и всю вражескую артиллерию.
На следующий день персы перерезали дорогу между лагерем Великого Могола и Дели. Подвоз продовольствия прекратился. Узнав об этом, индийцы пали духом. Было совершенно очевидно, что нового сражения они не выдержат, а в случае голода поднимут восстание. Мухаммад-шаху ничего не оставалось, как начать переговоры. 3 марта он сам явился в лагерь к Надир-шаху и передал ему свою корону. Надир-шах, подержав корону, заметил: «Да, она моя; но возвращаю её обратно». После этого он пригласил Мухаммад-шаха на пир и оказал ему самые высокие почести.
8 марта Надир-шах двинулся в направлении индийской столицы и 20 марта под гром орудий и восторженные крики населения вступил в Дели. Несколько дней сохранялось спокойствие, но затем 25 марта неожиданно вспыхнул мятеж, поднятый знатными ханами и афганцами. По усмирении мятежа Надир-шах в гневе отдал город на разграбление. В течение суток персы перебили до 8 тысяч жителей, разграбили и разрушили многие здания. Затем была образована комиссия, которой поручили собрать сведения о всех драгоценностях Великого Могола, о сокровищах, имевшихся у придворных, и об имуществе городских обывателей. Комиссия работала три недели, но так и не смогла в точности оценить захваченное имущество. Сокровищницы дворца оказались переполнены бриллиантами, алмазами, яхонтами, рубинами, золотыми и серебряными вещами, а также другими драгоценностями, накопленными в течение многих лет. Дорогим тканям, коврам, шалям не было счёта. Особый восторг завоевателей вызвал трон Великого Могола, отлитый из чистого золота, с великолепным балдахином, украшенный множеством драгоценных камней. Кроме того, в казначействе было обнаружено 210 миллионов золотых рупий. Придворные министры и вельможи собрали ещё 90 миллионов. Были захвачены огромные табуны породистых лошадей и 500 слонов. Кроме того, при заключении мира Мухаммад-шах должен был уступить победителю все свои владения к северо-западу от Инда, включая Кабул и Газни.
Возвратившись в Мешхед, Надир-шах стал готовиться к новому походу - на этот раз против лезгин, в войне с которыми в 1736 году погиб его любимый брат Ибрахим-хан. Огромная персидская армия достигла в 1740 году Дагестана и углубилась в горы. Однако поход этот, в отличие от предыдущего, окончился полной неудачей. В самом начале лезгинам удалось захватить обоз шаха со всеми припасами. Вследствие этого персы, окружённые со всех сторон враждебным населением, стали терпеть страшную нужду. В жестоких стычках с горцами и от голода Надир-шах потерял две трети своих солдат и почти всех лошадей. Так ничего и не добившись, он должен был отступить в Дербент.