Тем временем Святослав, обезглавив 300 знатных болгар, «находившихся в подозрении», двинул «около шестидесяти тысяч» (то есть шести тысяч) росов против ромеев. Когда войска императора, пробившись через засады, «подошли к пространству, лежащему перед Дористолом… тавроскифы плотно сомкнули щиты и копья, придав своим рядам вид стены, и ожидали противника на поле битвы. Император выстроил против них ромеев, расположив одетых в панцири всадников по бокам, а лучников и пращников позади, и, приказав им безостановочно стрелять, повел фалангу в бой», — читаем у Льва.
Согласно хронике Скилицы, это было 23 апреля, в день святого Георгия. Число росов, вступивших в схватку с императорской армией на подходах к Доростолу, он оценивал в 7 тысяч, зато все войско Святослава без стеснения посчитал за 320 тысяч. Похоже, тут число воинов умножено уже на сто, чтобы оправдать трудности, с которыми столкнулась армия императора. Сложение 7 тысяч с 3.200 дает примерно 10 тысяч, как Святослав сам характеризовал свое войско за год до этого, с небольшим пополнением.
Под Доростолом, согласно Льву, «воины сошлись врукопашную, завязалась яростная битва, и в первых схватках обе стороны долго сражались с одинаковым успехом. Росы, стяжавшие среди соседних народов славу постоянных победителей в боях, считали, что их постигнет ужасное бедствие, если они потерпят постыдное поражение от ромеев, и дрались, напрягая все силы. Ромеев же одолевали стыд и злоба, что они, побеждавшие оружием и мужеством всех противников, отступят как неопытные в битвах новички и потеряют в короткое время свою великую славу, потерпев поражение от народа, сражающегося в пешем строю и вовсе не умеющего ездить верхом. Побуждаемые такими мыслями, войска сражались с непревзойденной храбростью; росы, которыми руководило их врожденное зверство и бешенство, в яростном порыве устремлялись, ревя как одержимые, на ромеев, а ромеи наступали, используя свой опыт и военное искусство. Много пало с обеих сторон, бой шел с переменным успехом, и до самого вечера нельзя было определить, на чью сторону склоняется победа. Но когда светило стало клониться к западу, император бросил всю конницу во весь опор; громким голосом призвал он воинов показать на деле природную ромейскую доблесть и вселил в них бодрость духа. Они устремились с необыкновенной силой, трубачи протрубили к сражению, и могучий клич раздался над ромейскими рядами. Скифы, не выдержав такого натиска, обратились в бегство и были оттеснены за стены; они потеряли в этом бою многих своих. А ромеи запели победные гимны и прославляли императора. Он раздавал им награды и устраивал пиры, усиливая их рвение в битвах».
Даже делая скидку на обязательную риторику Льва Диакона, мы видим, что численно превосходящие силы ромеев (без значительного превосходства Цимисхий не начал бы битвы) не раз за день чувствовали себя на грани поражения. Прекрасная атака тяжелой конницы была проведена лишь в конце сражения, на расстроенные ряды росов. Блеск этой победы смазывает лишь указание Скилицы, что битва произошла в 12 милях от Доростола. То есть росы, если бы они были опрокинуты кавалерией, уже никуда уйти не могли. В критический момент император «сам двинулся… с развернутыми императорскими знаменами, потрясая копьем, часто понукая шпорами коня и побуждая воинов боевым кличем», но опрокинуть строй росов не смог. Сражение 12 раз «приобретало новый оборот»; наконец «росы, избегая опасности, рассеялись в беспорядочном бегстве по равнине», что, будь это правдой, означало бы их истребление конницей. На деле Святослав смог в порядке отступить в Доростол.
Тень на триумфальносгь победоносного шествия императора к Доростолу бросает описание лагеря на холме, который ромеи, надо полагать, с упомянутым пением победных гимнов, окружили глубоким рвом и валом, чтобы «враги никак не могли проникнуть внутрь». «Так разбивают обычно ромеи свой стан во вражеской стране», — кривит душой Лев Диакон, знающий, что идея укрепления лагеря рвом и валом не была общепринятой в армии его времени: утруждать ратников работой военные руководства рекомендовали только в случае реальной опасности атаки врагов. Последующие события показали, что Цимисхий опасался русов не напрасно.
