Иранские войска продвинулись в сторону Кадисии и, переправившись через канал Атик, орошавший эту местность водой из Евфрата, расположились южнее его. Из дальнейшего хода сражения мы знаем, что они держали под своим контролем переправы через эту водную преграду, которая защищала их тыл. Арабские войска расположились фронтом на север, между Кадисией и Узайбом, имея за спиной оборонительную стену и ров, созданные в свое время Сасанидами для защиты Хиры от набегов бедуинов.
О распределении сил по отдельным подразделениям, как и о командирах этих частей, арабские источники не сообщают ничего определенного. Хотя, несомненно, существовали крупные подразделения (центр, фланги), основной боевой единицей оставался племенной отряд во главе со своим вождем, выступающий под собственным знаменем. В сражении принимало участие более 1000 ветеранов-сподвижников Мухаммеда, но об их месте и значении в разыгравшейся битве сведений нет.
После обычных поединков, предваряющих первый день сражения (получивший имя «Дня потрясения»), иранцы ввели в бой слонов. Согласно одному из сообщений, 18 этих животных находилось в центре, 7 на одном фланге и 8 – на другом. Основной их удар пришелся на участок, где находилось племя баджила, но пехота устояла до подхода арабов-асадитов во главе с Тулайхой, которые восстановили положение, но сами понесли большие потери. Жестокое сражение, выразившееся в повторных атаках слонов, поддержанных персидской конницей, продолжалось до наступления ночи.
Тем не менее арабы, уже встречавшиеся со слонами во время битвы у моста, выработали тактику борьбы с боевыми животными. Они отбрасывали сопровождавшую слонов пехоту и окружали тех со всех сторон, стараясь поразить стрелков в башенках. К концу дня мусульманам удалось повредить большинство башен на спинах животных. Против саваранов также нашлось средство – тяжелые метательные дротики, которые пробивали персидские доспехи. Ближе к вечеру Рустам понял бесперспективность атак и отвел войска в лагерь.
На следующее утро (утро второго дня сражения, получившего название «День поддержки»), когда обе стороны хоронили убитых, к мусульманам прибыли передовые части отряда, посланного на подмогу из Сирии, что весьма приободрило арабов, ибо до сих пор, несмотря на чудеса храбрости, удача не склонялась ни к одной из сторон. Этот отряд, численностью от 300 до 700 человек, сразу же вступил в сражение, которое возобновилось к полудню. Теперь слоны в нем уже не участвовали, а мусульмане отправили вперед часть верблюжьей кавалерии, чтобы пугать вражеских коней. Сражение в целом шло довольно вяло – только к вечеру мусульманам удалось обратить в центре в бегство иранскую конницу, и лишь стойкость пехоты спасла Рустама от плена: центр иранской армии почти распался, однако прорыв арабов не был поддержан их фланговыми отрядами и персы восстановили положение. Столкновения продолжались еще некоторое время и после захода солнца; как выяснилось следующим утром, за день и вечер мусульмане потеряли 2500 человек.
Третий день получил у участников сражения название «Дня ожесточения». Иранцы вновь ввели в бой слонов. Однако к мусульманам подошли новые подкрепления из Сирии. В их числе были отряды конных копьеносцев, когда-то служивших византийцам, которые знали, как бороться с персидскими слонами. Вооруженные длинными пиками, они без страха выходили против боевых животных, выкалывая тем глаза или же отрубая мечами хоботы. Неизвестно, сколько слонов было выведено из строя, но к вечеру они в бою уже не участвовали. Для вечернего наступления большинство арабских всадников спешилось, чтобы усилить пехоту, без которой коннице не удавалось опрокинуть ряды иранцев.
Вечером Рустам приказал своей армии переправляться на северный берег канала Атик. Арабы не смогли воспрепятствовать этому, но Са’д не дал противнику устроиться на новом месте. Его лучшие войска безостановочно беспокоили иранскую армию всю ночь и утро: эту ночь потом стали называть «Ночью грохота», и именно в эту ночь упорство мусульман сломило волю части иранского войска. Произошло несколько схваток отдельных отрядов, причем ни один из военачальников не мог представить себе общей картины боя. Быть может, именно этот факт стал причиной того, что утром Рустам отдал приказ на общее наступление.
Персы вновь переправились на южный берег канала и стали теснить противника. В какой-то момент их руководство могло решить, что они наконец-то близки к победе. Однако в этот момент произошло событие, на которое проигравшие списывают свою неудачу, победители же видят в нем особое покровительство со стороны небес. Неожиданно поднялся сильный ветер, и целые облака песка понеслись в лицо персам. Один из военачальников Рустама, Ормузд, оказался поколеблен природным явлением. Его отряд начал отступление, а Са’д бросил в образовавшуюся брешь свои лучшие силы. Некоторые из отрядов армии Рустама, не исповедовавшие зороастризм, подняли оружие против своих соратников.
После отчаянной борьбы Рустам, лично участвовавший в рукопашном бою, был вынужден отступить и искать спасения за Атиком. Однако в пылу сражения иранского военачальника убили, даже не опознав его, в результате чего потом эту честь приписывали себе многие мусульманские воины.
В середине дня мусульмане захватили Кадисию и, очистив от противника южный берег Атика выше и ниже места битвы, вернулись в Кудайс. Лишь небольшой отряд конницы гнался за отступавшим Джалинусом (принявшим после смерти Рустама командование над армией) по главной дороге, лежавшей за северным берегом Атика. Иранцы, впрочем, успели разрушить плотину, чтобы затруднить преследование. Действительно, арабский отряд добрался только до Сайлахина и к вечеру тоже вернулся в лагерь. В тот же день подошли новые отряды, посланные из Сирии, и начали требовать свою долю добычи, победители же при Кадисии не захотели делиться тем, что досталось им такой кровью. Спор решило вмешательство халифа, постановившего, что если сирийский отряд подошел до погребения павших, то им полагается доля добычи, как и участникам боя.
