二十日，二十万魏国水军兵临江南水师南湖大营，决定展开最后决战。萧瑾将魏国水军的巨舰联结布阵，展开数十里，望之如山，气势夺人。禹匡针对其巨舰首尾连接，不利进退，将江南水师的舰船分为二十队，每队都配备大小火炮、火铳、火箭、火蒺藜、大小火枪、神机箭和天机弩，下令各队接近敌舰时，先发火器，次用弓弩，靠近敌舰时再用短兵器进行格斗。
次日，两军展开激战。魏国水军都督上官郯身先士卒，率舰队勇猛冲击，乘风发炮，焚毁江南水师二十余艘舰船，江南水师官军被杀和淹死者甚众。但魏国水军伤亡也不少，尤其是上官郯座舰搁浅被围，险遭不测。此战从早晨至日暮，双方各自收兵，告一段落，此战双方互有伤亡，不分胜负。
二十二日，禹匡亲自率领江南水师出战。但魏国船舰巨大，江南水师舰小不能仰攻，接连受挫。这时禹匡采纳部将柳见之建议，决定改用火攻破敌。黄昏时分湖面上吹起东北风，禹匡择军中死士驾驶十余艘小型快船，船上装满火药柴薪，迫近敌舰，顺风放火，风急火烈，迅速蔓延。一时烈焰飞腾，湖水尽赤，转瞬之间烧毁魏国水军数十艘巨舰，魏国水军死伤惨重，禹匡乘势发起猛攻，毙敌近五千余人，魏国水军不得不暂退休整。
二十三日，双方又有交锋，上官郯针对禹匡旗舰展开猛攻，未果。
二十四日，萧瑾亲临南湖湖面，魏国水军士气大振，开始反击。禹匡二次火攻未果，江南水军不敌败退，遗弃的旗鼓器仗，浮蔽湖面。禹匡只得收拢残部，放弃南湖大营，不敢再战。当天晚上，魏国大军乘胜攻占江南水师的南湖大营，禹匡只能退守最后的铁山大营，两军形成对峙之势。
两军相持三天，江南水师屡战屡败，形势渐越不利。江南后军右都督柳见看大势已去，率部投降萧瑾，江南水师军心动摇，再无一战之力。
经过十余日对峙，江南水师被困铁山大营，军粮殆尽，计穷力竭。于是孤注一掷，冒死突围。
八月初六，由黄湖突围，企图进入大江退回两襄。行至江黄湖湖口时，萧瑾以舟师、火筏四面猛攻，江南水师无法前进，复走汨罗江，又遭上官郯伏兵阻击，左冲右突，打不开生路，最终彻底溃败，数万余人投降。
禹匡身被数创，战益力，手杀数百人，孤身突围返回两襄。
此次水战，从七月初一开始到八月初六结束，前后历时三十七天，其时间之长、规模之大，投入兵力、舰只之多，堪称前无古人。
此战之后，江南水军大败，再无水上一战之力。
