晋军方面，晋厉公在苗贲皇的陪同下，登高视察楚军布阵。苗贲皇原为楚国权臣斗椒之子，因楚庄王平定若敖氏叛乱而逃至晋国，受封苗邑。由于他深谙楚军内部状况，指出楚军核心力量在于中军的王族精锐，而左、右两军分别由郑军与蛮族兵马构成，军纪和阵形均不够严整。据此，苗贲皇向晋厉公提出了针对性的战术建议，即调整晋军阵型，佯装中军虚弱，引诱楚左、右军攻击中军，然后调动上、下军精锐夹击，形成包围态势以消灭楚军。晋厉公接纳了这一策略，并据此修订了作战计划，命令中军主副将各自带领一部分精兵加强左右两翼。
按照新的部署，晋军冲出营寨，绕过前方泥沼两侧，对楚军发起猛烈攻击。楚共王果真落入圈套，认定晋中军实力不足，遂率楚中军直扑晋军中路。激战之中，晋将魏锜射伤楚共王眼部，楚共王命神射手养由基反击，养由基一箭射杀魏锜，并携另一箭回报楚共王。尽管楚共王负伤，但他依然强忍痛苦，坚持在前线指挥战斗。
双方从清晨激战至黄昏，仍未分出胜负，楚军伤亡严重。楚共王决定暂时收兵，让士兵休整后再战。楚将子反在军中巡查伤员，整顿jūn_duì ，预备次日再战。
晋军方面，苗贲皇布置jūn_duì 准备次日再战，并特意释放部分楚国俘虏返回楚营，传递晋军备战的信息。楚共王得知晋军将继续交锋后，紧急召见主帅子反商议对策，却发现子反因饮酒过量而无法参与决策。面对如此窘境，楚共王无奈之下只得选择带领jūn_duì 连夜撤退。尽管楚军在鄢陵之战中遭遇挫折，但并未彻底落败，然而中军主帅司马子反因临阵酗酒贻误战机，致使楚共王被迫退兵。楚军撤至瑕地时，子反在子重的压力下自尽谢罪。
鄢陵之战作为晋楚争霸历史上的第三大战役，同时也是两国最后一次大规模正面交锋，最终以楚共王黯然撤退告终。此战过后，楚国对中原的霸权显着衰弱，而晋国虽进一步稳固霸业，但从战斗全程看，鲁、卫两国始终未曾派遣援军，唯有齐国在晋军结束战斗返程时才姗姗来迟，显示晋国对中原诸侯的掌控力已有所下降。