L'armata Guelfa conta 1900 cavalieri e 10000 fanti, mentre l'armata Ghibellina conta di 800 cavalieri e 10000 fanti: lo scontro è temuto da entrambe le fazioni e si presente come una riconferma ghibellina della vittoria di Montaperti od un riscatto guelfo.
Per l'armata Guelfa è di riserva la cavalleria e fanteria di Pistoia e Lucca al comando di Corso Donati composta da 200 cavalieri ed un numero imprecisato di fanti.
Per l'armata Ghibellina è di riserva la cavalleria di Guido Novello composta da 150 cavalieri.
La battaglia ha inizio con lo scontro tra i feditori e l'arretramento del centro Guelfo quando, contravvenedo agli ordini ricevuti, Corso Donati che aveva l'ordine di "non fedire pena la testa" disse: "Se noi perdiamo io voglio morire nella battaglia co' i miei cittadini e se noi vinciamo chi vuole vegna a noi a Pistoia per la condannagione" e mosse la schiera e fedì i nemici nella costa e fu grande cagione della loro rotta.
E nella battaglia morirono quasi tutti i capitani Ghibellini tra cui: il Vescovo Guglielmino degli Ubertini, Guglielmino de' Pazzi in Valdarno e Bonconte figlio di Guido da Montefeltro.
Scappato nel suo castello era invece Guido Novello che non intervenne quando il Donati si gettò a fedire.
A Campaldino al centro della prima linea dei feditori Guelfi c'era un giovane ragazzo che combatteva per i Vieri de' Cerchi dal nome Dante Alighieri .