А там, узнав о приближении царского флота, разрушили и выжгли все предместья и, не имея силы противостоять Митридату на суше, решили дать ему бой на море. Выйдя из бухты, родосские корабли двинулись вперед, вытягиваясь в боевую линию и имея намерение охватить фланги царского флота. Но Митридат, лично командуя сражением, ловко использовал численное превосходство своих судов, а также их мореходные качества, пользуясь тем, что его корабли более быстроходны, он велел своим навархам самим охватить фланги родосцев. Видя, что их обходят вражеские корабли, родосские стратеги испугались окружения и обратились в бегство, стремясь поскорее укрыться в своей гавани. Когда весь флот в нее втянулся, ее перегородили цепями, перекрыв вход вражескому флоту. А Митридат беспрепятственно высадился на берег и встал лагерем у городских стен, предпринимая попытки захватить гавань, но в его войске было недостаточно тяжелой пехоты и не хватало осадных орудий, поэтому он послал на материк за подкреплениями. Время проходило в мелких стычках, у царя не хватало войск, чтобы начать настоящий приступ, а у родосцев не было сил изгнать с острова Митридата. Поэтому обе стороны внимательно следили друг за другом, выжидая, кто же первый совершит ошибку.
Вскоре произошел крупный морской бой, который разразился в какой-то степени случайно, но в него оказались втянуты значительные силы противоборствующих флотов. Сражение длилось достаточно долго, Митридат вновь использовал преимущество в численности и маневренности своих кораблей, а родосцы демонстрировали свое непревзойденное мастерство мореходов. Именно здесь и произошел инцидент, во время которого царь Понта едва не отправился кормить рыб со своим кораблем и командой. Вновь приняв участие в сражении и лично ведя свой флот в атаку, Митридат был потрясен до глубины души, когда союзный корабль с острова Хиос ударил тараном в борт царского судна. Удар был произведен по всем правилам военно-морского искусства, и корабль Евпатора дал течь, судя по всему, спасти его удалось благодаря расторопности членов команды флагмана. Явно, что произошло это случайно, но Митридат, с детства воспитанный в атмосфере предательства и подозрительности, сразу почуял злой умысел и не оставил происшествие без последствий. «Царь, сделав тогда вид, что он ничего не заметил, впоследствии наказал и рулевого, и подштурмана, и почувствовал гнев ко всем хиосцам» (Аппиан). Упорный бой не дал преимущества ни одной из сторон, родосские корабли вернулись в гавань, волоча за собой на канате захваченную у врага триеру, но сами лишились пентеры, которую морские пехотинцы Митридата взяли на абордаж, а затем, привязав к своему кораблю, утащили на стоянку царского флота.
