На 9-верстной поляне перед Козлуджи стояла на высотах турецкая армия, и были устроены батареи, которые открыли огонь. Суворов построил войска кареями в двух боевых линиях с кавалерией по флангам. Легкие войска следовали за неприятельским авангардом, взошли на высоты и завязали перестрелку, но были сбиты, и турки повели стремительную атаку против двигавшихся вперед главных сил Суворова. Атака была отбита, но повторена несколько раз; туркам удавалось прорывать каре, которые поэтому расстроились, но все атаки отбили. Для их поддержки значительная часть кавалерии переведена на левый фланг и каре подкреплены пехотой с правого фланга и из второй линии. В таком порядке Суворов продолжал наступление, хотя полевая артиллерия не успела подойти, задержанная трудной лесной дорогой. На поляне находилось до 8000 наших войск; большая часть войск Каменского прибыли к полю сражения после боя.
Поляна представляла собой неровную местность, покрытую кустарником; перед фронтом турецкого лагеря тянулась лощина. Подойдя к этой лощине, Суворов выставил подоспевшие 10 полевых орудий, обстрелял лагерь и повел атаку, с кавалериею впереди.
В турецком лагере господствовал полный хаос, результат быстрого перехода от одушевления к отчаянию. Рейс-эфенди пытался привести войска в порядок, но никто и не думал слушаться. Одни обрубали постромки у артиллерийских лошадей, чтобы добыть коней для бегства, другие с этою же целью стреляли во всадников, один выстрелил даже в самого рейс-эфенди. В разгар суматохи раздались выстрелы русской артиллерии, ядра стали ложиться в лагере. Смятение мусульман дошло до предела; брошены палатки, орудия, обоз, и все устремилось в бегство в разные стороны.
При закате солнца Суворов беспрепятственно занял турецкий лагерь. Добыча досталась войскам очень большая, вместе с трофеями, состоявшими из 29 орудий и 107 знамен. Потеря турок людьми исчисляется различно; самый умеренный счет показывает 500 убитых и 100 пленных, но судя по упорству и продолжительности боя, истинная цифра должна быть выше. Урон русских определяется слишком в 200 человек убитых и раненых, но это следует признать также ниже действительности.
Несмотря на крайнее утомление войск, Суворов с кавалерией и частью пехоты преследовал турок до ночи. В этот трудный день он был все время на коне, часто в огне и даже в ручном бою.
В таком виде представляется дело при Козлуджи, насколько возможно добиться истины из сопоставления разных авторов с официальным донесением. Сам Суворов в своей автобиографии говорит: "ни за реляцию, ниже за донесение свое я по слабости своего здоровья не отвечаю". Резон конечно натянутый, но верно, что слава победы принадлежит Суворову. Каменский только содействовал успеху и был втянут Суворовым к второстепенному участию в деле. Суворов видимо уклонялся от зависимого положения, тем более, что недавно, в марте, был произведен в генерал-поручики, и состоял в одном чине с Каменским. Едва ли нужно доказывать, что выходки Суворова по отношению к Каменскому заслуживают осуждения. Его поведение противоречило принципам, на которых он сам строил воспитание войск и служило дурным примером для других. Дисциплина в высших рядах русской армии оставляла желать лучшего. Тому доказательством было и неоднократное неисполнение графом Салтыковым распоряжений главнокомандующего, и поведение Суворова относительно Каменского. Но такого приговора не может быть теперь, через сотню с лишком лет. Столкнулись две неподатливые натуры. Крутой, горячий до неистовства, неуступчивый Каменский обладал недюжинным умом и военным дарованием. Он не мог в глубине души не признавать превосходства Суворова, и чувствовал к нему затаенную зависть. Суворов был одарен качествами, не только не смягчающими жесткие проявления натур в роде Каменского, но скорее их раздражающими. Столкновение должно было произойти и произошло. Но от него никто не пострадал, кроме военно-служебного принципа, а дело выиграло. Не вдаваясь в предположения, можно сказать, что Каменский не смог бы так провести дело при Козлуджи.