Pizańczycy tymczasem rozpuścili część swych liczących 25 tys. ludzi załóg na ląd – szybko jednak musieli zaokrętować się z powrotem, na wieść o zbliżaniu się floty nieprzyjaciela. Starcie nastąpiło koło wyspy Meloria, gdzie w 1241 Pizańczycy pobili Genueńczyków. Przeciwnicy zwarli się w zażartej walce, w której dysponujący większą liczbą okrętów Pizańczycy zaczęli brać z wolna przewagę. Dowódca floty genueńskiej – Oberto D’Oria – miał jedynie 66 jednostek. Okręty obu walczących stron zbiły się w gęstą masę, a na pokładach toczyła się walka wręcz. Walka była niebywale zażarta i okrutna, wyłowionych z wody przeciwników naprędce przykuwano do wioseł, a osłabionych lub rannych – bezlitośnie wyrzucano za burtę. Gdy ważyły się losy bitwy, na flankę Pizańczyków uderzył z trzydziestoma okrętami Zaccaria, dotąd na polecenie D’Orii czekający w odwodzie. Jego atak spowodował całkowitą klęskę Pizańczyków, którzy stracili rozbitą flotę, większość arystokracji i najlepszych żołnierzy.