1071年3月，罗马努斯从君士坦丁堡出发。他带着一部分兵力，另一部分边行军边征集，等部队到了塞巴斯提，他手下已有了一支数量相当可观的部队，其中包括步兵、弓弩手和主要作战力量重骑兵。牛拖着火炮形成威风凛凛的炮队，大队的后面是数量众多的辎重队。关于这支军队的人数说法不一，20万至30万人的说法显然夸张，8万至10万人的数字比较符合实际。这支军队是由说着不同语言，来自不同地方的雇佣兵和从各军区（每个军区都由一位司令管辖，该司令还负责指挥当地部队，通常为一个军团）征调来的地方部队组成的，其中包括法兰克人、德意志人、亚美尼亚人、保加利亚人、西徐亚人和佩契涅格人。罗马努斯出兵的主要目的是收复亚美尼亚的各个要塞。收复失地和重建缓冲国是罗马努斯的最终目标。当时拜占庭帝国的目标策略并不是积极进攻而只是保守的防御。
但完成这一目标并不是一件简单的事情。曾担任过皇家禁卫军的德意志雇佣兵举行了一起小规模的兵变。尽管这次士兵哗变很快便被平息下去了，但是由于自己的妄自尊大和刚愎自用，罗马努斯已经失去了士兵的支持。罗马努斯的自以为是在他的另一举措中进一步反映出来。
渡过桑加瑞斯河（位于君士坦丁堡以东大约200英里处）之后不久，很多雇佣兵被解雇，原因是罗马努斯怀疑他们对自己不忠，或是认为他们无能。在被解雇的那些人当中有位叫尼斯福鲁斯·博塔厄埃特斯的人，他是罗马努斯的情敌之一。他被解雇很可能是因为罗马努斯对他充满了嫉恨。而安德罗尼卡·杜卡斯的忠诚本来十分值得怀疑。然而他却未被解雇反而留下担任了高级将领。这是个重大的错误，以后的事实证明了这一点。
1071年7月拜占庭大军到达埃尔祖鲁姆后，罗马努斯召集将领开了一次军事会议，研究到底要驻守在这个边陲小镇，向该城以东进军，切断塞尔柱军队的粮草供应，还是挥师向前，深入敌境进一步打击敌人。
这次会议之所以显得意义重大是因为，由此次会议可以断定当时罗马努斯几乎丝毫不知阿尔普·阿尔斯兰的军队所在位置及实力。对敌情的掌握不足正是罗马努斯在曼奇科尔特会战中失败的众多决定性因素之一。
事实上，当罗马努斯准备与塞尔柱人对决之时，阿尔普·阿尔斯兰还在埃泽萨至阿勒颇间的某地，憧憬着推翻哈里发法蒂玛王朝的胜利时刻。直到5月间，他才得到消息罗马努斯率军正向亚美尼亚地区开进。他立刻回师防止已被他征服的领土再次落入罗马努斯的掌握之中。他带着大约4000名禁卫军迅速渡过幼发拉底河，然后经摩苏尔到达霍伊（位于凡湖以东大约120英里处），他在阿勒颇舍弃了部分从当地征召的士兵。在霍伊，他重新征集了数千人马，这些人马主要来自库尔德人。在以后大约一个半月的时间里，阿尔普·阿尔斯兰至少走过了约700英里贫瘠而干旱难行的地区。到7月底，他已在霍伊征集了一支拥有4万兵力的军队，简直创造了奇迹！
与此同时，在埃尔祖鲁姆，罗马努斯并没有简单听取那些劝他采取守势的人的意见。因为他认为破坏这片他马上会占为己有的地区并不合算。虽然他并不清楚阿尔普·阿尔斯兰军队的位置，他还是决定开进亚美尼亚地区。由于缺少确切的情报，他指派法兰克雇佣军将领鲁塞尔带领一支侦察部队到凡湖西岸侦察基拉特一带的情况，罗马努斯本人则率部准备进攻曼奇科尔特。在此之前，他已使部队做好了穿越荒凉地区，向东南进军的准备。
罗马努斯的两个主要目标是曼奇科尔特和基拉特。他认为尽管基拉特敌人的防守力量会比较强大，但曼奇科尔特很可能容易突破。
虽然罗马努斯不了解敌军的确切位置，然而他猜测敌人正在乌尔米耶湖东面某地集结军队。所以，他冒险的决定了分兵行动的计划：由格鲁吉亚将领约瑟夫·塔查尼奥茨率领一支数量庞大的、几乎包括所有步兵在内的军队和鲁塞尔部一起去攻占基拉特。约瑟夫·塔查尼奥茨曾力主在埃尔祖鲁姆驻守，而且他也反对分兵的计划。
罗马努斯当时对曼奇科尔特的预计是无误的。尽管曼奇科尔特战略位置十分重要，但阿尔普·阿尔斯兰的大军并不在这里。结果罗马努斯不费吹灰之力就轻取了该城。他在城中留下部分守军后，便返回他的大本营去庆贺他在此次会战中的旗开得胜，而这一次胜利是他的最后一次胜利。他没有更多的考虑在这种情况下，他的两支部队相距80英里是否没有完全问题。
当时正是8月中旬，阿尔普·阿尔斯兰正率军从霍伊沿凡湖南岸急行军赶来。由具有丰富作战经验的将领松达克指挥的一支1万人左右的部队作为前锋。8月16日左右，这正是罗马努斯顺利进入曼奇科尔特的时候，这支塞尔柱先头部队与塔查尼奥茨和鲁塞尔的联军遭遇在基拉特一带。
我们并不确定交战双方的确切兵力，但是阿尔普·阿尔斯兰一方的兵力可能相对少些，大约4—5万人。松达克先头部队的兵力肯定要比塔查尼奥茨和鲁塞尔联军数量要少，然而后者却被打得落花流水，并且他们败退时并没有退向罗马努斯的方向，而是退向西面的梅利泰内方向。
罗马努斯是在17日（占据曼奇科尔特后的第二天）得知他的前哨部队遭到了敌人袭击的。罗马努斯错误地认为，遇到的敌人只是敌方的小部队而已，所以他派布里恩尼乌斯带领一支人数不多的部队前去对付那些“骚扰者”。但是，布里恩尼乌斯的人马却被远处射来的密集而准确的弓箭攻击。接着，双方展开了肉搏战。布里恩尼乌斯很快就清楚地意识到，他所遇到的情况绝不仅仅是受到几个战斗巡逻兵的袭击那样简单。事实上，这些突厥人正是打败了塔查尼奥茨和鲁塞尔联军的敌军。但罗马努斯却对于布里恩尼乌斯要求支援的报告置之不理，坚持认为自己的推测是正确的，而布里恩尼乌斯过分夸大了事实。后来，因为接到了更为迫切的求援报告，他才派亚美尼亚将领巴西利阿库斯，带领一个骑兵团前去与布里恩尼乌斯协同作战，以避免损失。
通过对现存资料的分析我们可以得出结论，曼奇科尔特会战显然是在平原地带进行的。但这块平原一直延伸到山区。阿尔普·阿尔斯兰从基拉特到曼奇科尔特要翻过一座山，下了山才是位于曼奇科尔特东南大约8英里的广阔平原。这块辽阔平原的背后和两侧都是起伏不定的山地。这里十分可能就是曼奇科尔特会战的主战场。在该平原的边缘地带，巴西利阿库斯陷入了敌人精心布置的圈套中，他被敌人的诈败假象蒙蔽了眼睛而进入了伏击圈。他的部队损失殆尽，他本人也被敌人生俘。
罗马努斯终于从逃回的伤兵那里得知了这个坏消息。在没弄清楚战败的程度并仍未搜集到有价值的情报的情况下，罗马努斯下令布里恩尼乌斯带领一支部队去接应和掩护巴西利阿库斯撤退。当布里恩尼乌斯率军到达山脚下时，他才清楚地意识到战场上的形势是多么严峻。可以看出，布里恩尼乌斯遭遇了苏丹的部分主力部队。尽管布里恩尼乌斯且战且退，及时撤出了他的大部分部队，他自己却在战斗中三处负伤。
突厥人夜袭拜占庭军营
当晚，拜占庭军队的军营遭到大批突厥人的突袭。他们期望一举全歼拜占庭军队。经过一场混战，帝国军队终于守住了大营。第二天，罗马努斯派出步兵将敌人驱逐出军营，并且赶离附近的穆拉特河两岸。
罗马努斯还是无法果断地做出决定。此时，他仍然不了解敌情和战况。
大战之前，他曾试图派人召回塔查尼奥茨和鲁塞尔，但没有成功。信使很可能是路途中被敌人杀死了，因为战斗发生时，塔查尼奥茨和鲁塞尔正由梅利泰内附近向西行进。相反，在己方领土行军作战的阿尔普·阿尔斯兰自始至终对其对手的每步军事行动都很清楚。他让巴格达哈里发的代表于8月18日来到帝国军队大营，试图与罗马努斯定立和约。但是，罗马努斯很坚定的回绝了。罗马努斯必须以胜利的征服者身份回到君士坦丁堡，否则他将失去所拥有的一切。看来，一场恶战是在所难免了。
第二天，拜占庭皇帝将残存的人马聚集起来为战斗做准备。帝国军队右翼由卡帕多西亚行省总督阿利亚特指挥，罗马努斯率卫队居中，布里恩尼乌斯统领左翼。雇佣骑兵组成的强大预备队统归安德罗尼卡·杜卡斯指挥。杜卡斯确实很有能力，但他狡猾多疑，并不值得信任。
人们通常认为，战斗打响时，罗马努斯的兵力要比阿尔普·阿尔斯兰所率领的兵力数量多很多。事实上，由于拜占庭部队伤亡惨重，许多人被杀以及部分军队背叛，交战双方在曼奇科尔特战场上的兵力相差并不很多。当时，阿尔普·阿尔斯兰将居中调度军队的权力交给了他的宦官塔劳格，而他自己作为前锋亲临最前线指挥。此战中塔劳格采用了惯用的突厥阵法，这种阵法的优点是塞尔柱军队在必要时可掩护中军撤退到崎岖的山地，而山地作战正是突厥人最擅长的。为防止出现意外，阿尔普·阿尔斯兰提前采取了措施：他让埃米尔们起誓，假如他战死，埃米尔们将效忠他的儿子马力克沙；接着，他披上白色的战袍，手执剑和权杖代替弓箭，向将士们发表了简短精炼的演说：“不希望作战的人可以回家，不会强迫任何人留下。但我将坚决与敌人作战。如果我能够取胜，那是真主安拉的恩惠；如果不幸失败了，那么我是为了安拉而殉难的，将由我的儿子马力克沙继我而战！”他的这些行动均表示他不惜一切代价血战到底。虽然这样做会被有些人批评为缺乏信心的表现，但更多的人认为这些做法对提高军队的士气有很重要的作用。事实确实如此！
在这次与突厥人的战斗中，罗马努斯并没有严格执行“智者”利奥六世在《战术学》中规定的原则，因而失败已不可避免。尽管，罗马努斯确实按第一个原则（即要尽可能快地从正面与敌交战）去做了，他下令将全副盔甲的骑兵军队排列成一条宽大的战线，并有强大的后卫作为支持。可是，罗马努斯还没有赶到，塞尔柱人早已一溜烟儿撤退到几英里以外，其负载较轻的马匹可以轻易地摆脱拜占庭皇帝的军队。
然而，他们并非一味撤退，而是攻击拜占庭人的翼侧，用箭射击拜占庭骑兵。弓箭对身着盔甲的骑兵的杀伤自然不是很大，但防护较少的战马却损失很大，骑兵没有了他们的坐骑等于失去了战斗力。并且他们以骚扰战术袭击罗马努斯的两翼。同时因为罗马努斯的大部分步兵已由塔查尼奥茨带走，因此拜占庭军队的两翼缺乏保护。陷入苦战的骑兵被密集的箭矢激得怒火朝天，他们被突厥人反复袭击，不得不追击敌人的弓箭手，因为如果不这样，敌人的弓箭手就会从远处射箭，将他们的马匹射死，然而轻率的追击又使他们陷人敌人的埋伏，以致遭受重大损失。
帝国军队的主力部队渐渐越过苏丹遗弃的军营，距离崎岖的山地越来越近。在那里等待着他们的将是和两翼部队同样的命运。罗马努斯一心想打败这股敌军，直到天黑他才忽然意识到，如果不及时撤回，他那堆满粮草但却缺乏防护的军营将遭受怎样的厄运。
他没有其他选择，只好命令全军撤退。尽管帝国军队的进攻组织得还算有条不紊，然而撤退却顺序大乱！撤退一向是组织起来很困难的行动，一旦指挥控制不当，撤退的目的很容易被军队误解并造成严重的混乱。由于与侧翼部队已无法严密的配合，帝国军队开始在撤退中出现裂痕。这正是突厥人等待的最佳战机！他们的轻骑兵在帝国军队中左冲右突，来回砍杀，将阵列破坏。罗马努斯立即下令部队停止撤退转身迎敌，局势本来并非无可挽回。但是，指挥后卫部队的安德罗尼卡·杜卡斯在关键时刻却拒不服从皇帝的命令，相反，却带着部队向退向营地。帝国军队的殿后部队只得无奈地迎击敌骑兵的屠戮。
罗马皇帝罗马努斯被俘
当夜晚来临时，看不到希望的两翼部队开始土崩瓦解。中军渐渐陷入孤立无援的境地。不过，罗马努斯仍在竭尽全力勇敢地拼杀，直到他的战马倒下，他本人因受伤被俘。这场战斗一直持续到深夜，皇帝的军营被突厥人洗劫一空。第二天，拜占庭大军已溃不成军了。除了后卫，拜占庭大军实际上全部被突厥人杀死或俘虏。拜占庭职业军队从此一蹶不振。
罗马努斯被带到苏丹面前，苏丹并没有为难让这位威信丧失殆尽的皇帝，而是让他保住了皇位，这样对苏丹的好处更多。接着，两大帝国签订了和约，内容包括拜占庭交付巨额赎金，双方互不侵犯，拜占庭占领的某些重要地区归突厥人统治。善战方能言和，苏丹用军事上的胜利换取了政治上的利益。此后，苏丹不仅释放了罗马努斯，还派了一支小部队护送他回国。
但是，拜占庭帝国决不会允许一位蒙受了像曼奇科尔特惨败这样耻辱的皇帝继续留在帝位上。杜卡斯以及他的同伙趁罗马努斯离开之时，将奥多西娅皇后驱逐到修道院，并宣布只有迈克尔七世才是唯一的合法皇帝。不甘心就此下台的罗马努斯想方设法再次聚集了一支军队。1071年秋，他率军前往君士坦丁堡，试图夺回王位，但很快在多西亚被君士坦丁杜卡斯击败。罗马努斯侥幸从战场上溜出，逃向东面的西里西亚。随后，他再次设法纠集起一支军队，然而等待他的是又一次失败。这次他败在了叛将安德罗尼卡·杜卡斯的手下，并不幸地做了俘虏。不久，他悲惨地死去。
罗马努斯被叛将俘虏
曼奇科尔特会战结束后塞尔柱人逐渐掌握了安纳托利亚高原的大部分地区，游牧民族的帐篷和羊群取代了农舍，农业生产遭到破坏，拜占庭军队从此再也无法畅通无阻地穿过安纳托利亚了。尽管后来的拜占庭皇帝夺回了部分失地，但是曼奇科尔特会战的结局却预示了基督教在小亚细亚统治的终结。
由于十字军的长年征战劳民伤财，拜占庭帝国国力很快地衰落了。尽管曼奇科尔特会战进行持续的时间不长，但它却对欧洲的影响深远。