Утро двадцать первого января 1605 года началось сильной пальбой из пушек с обеих сторон. Многочисленное московское войско не шло вперед, оба его крыла примыкали к деревне, в центре которой стояла пехота с огненным снарядом. Сторожевой полк был атакован Самозванцем и отброшен к Добрыничам. Основной удар Дмитрий наносил по правому крылу неприятеля, которым командовал князь Мстиславский, рассчитывая отбросить его за реку Сев. В первой линии русских войск находились отряды немецких, голландских и русских наемников. Дмитрий, несясь впереди на борзом карем аргамаке, держа в руке обнаженный меч, вел свое войско долиною, чтобы стремительным натиском разрезать армию Годунова между деревней и правым крылом. Князь Мстиславский, еще слабый от ран, угадал мысль Самозванца и двинул свое крыло вперед, чтобы остановить и опрокинуть неприятеля. Однако Дмитрий, как истинный витязь, оказал необыкновенную смелость. Сильным отчаянным ударом, он смял россиян и погнал их. Несмотря на мужественное сопротивление наемных дружин, он прорвал их оборону. Илья со своим отрядом, повинуясь команде Якова Можерета, начал медленно отступать к деревне теснимый польскими всадниками. Пехота пропустила их в центр Добрынич, где за возами с сеном укрылись стрельцы с пушками и пищалями. Кавалерия Дмитрия кинулась на московскую пехоту, которая ждала, не трогаясь с места, будто в оцепенении и вдруг залпом из сорока пушек и из десяти тысяч ружей поразила неприятеля. Все было кончено. Казаки, которые неслись вперед довершать легкую победе своего героя, видя, что она не их, обратились в бегство. Сначала побежали запорожцы, за ними донцы. Пехота Дмитрия, видя бегущих казаков, побросала пушки и ружья и разбежалась в разные стороны. Сражение было проиграно, раненный Дмитрий, уцелевший от смертоносного огненного залпа московской пехоты, в беспамятстве от страха, бежал назад.
Русская конница, увидав, что враг бежит, перешла в контратаку и довершила разгром. Дружина Ильи, гнала и разила удирающего неприятеля на протяжении десяти верст, взяла несколько трофейных знамен и немало пленников. Однако воеводы Шуйский и Мстиславский не использовали свой крупный успех и не организовали настойчивого преследования разгромленных войск Самозванца. В результате раненный Дмитрий, досадуя на поражение и на трусость казаков, ускакал в Рыльск. Рана его была легкой и не опасной и, не видя для себя безопасности в Рыльске, он на следующий день переехал в ближайший к Польско-Литовской границе Путевиль, укрепленная каменная крепость которого внушала ему доверие.
