Из огнестрельного оружия на поле боя под Грюнвальдом использовались бомбарды и, возможно, небольшие ручные пушки. Вооружение польских рыцарей практически не отличалось от вооружения немецких. Активно используются для прикрытия лошадей кольчужные попоны, налобные пластины. Излюбленным оружием польских рыцарей (впрочем, как и многих немцев) был боевой топор.

Основным отличием рыцарей были гербы, изображавшиеся на треугольных или квадратных щитах небольших размеров, которые в верхней части приобретают вырезы для копья.

Количество воинов, выставленных Орденом, по подсчётам разных источников, колеблется от 11 до 27 тыс. человек. По Е.А. Разину, на поле боя было около 4 тыс. рыцарей (огромная, прямо невиданная концентрация профессиональных воинов), до 3 тыс. оруженосцев и около 4 тыс. арбалетчиков. Все они были объединены в 51 знамя. Источники указывают, что в сражении принимали участие немецкие, французские и другие рыцари, наёмники-швейцарцы, английские лучники и т.д., всего представители 22 народностей.

На вооружении Ордена были бомбарды, количество которых не называется.

Польско-литовские войска состояли из 91 хоругви и 3 тыс. татар. Е.А. Разин производит интересный подсчёт хоругвий по их этнической принадлежности. Польское войско выставило 51 хоругвь, из них 42 чисто польские, 2 хоругви наёмников и 7 хоругвей из уроженцев русских областей. Литовское войско выставило 40 хоругвей, из них 36 русских. Таким образом, войско состояло из 43 русских хоругвей, 42 польских, 4 литовских и 2 хоругвей наёмников. Кроме того, в войско входили наёмные отряды из армян, волохов, венгров, чехов (чехами командовал знаменитый Ян Жижка), моравов. Всего от 10 народностей.

Войска Ордена сначала построились в три линии; затем 15 знамён Валленрода, стоявшие изначально во второй линии, вышли из общего строя и пристроились к первой линии, удлинив левый фланг построения. Таким образом, в центре и на правом фланге орденских войск стояли 20 знамён Лихтенштейна, на левом фланге — 15 знамён Валленрода. Бывшая третья линия, ставшая резервом, под командованием магистра Ульриха фон Юнгингена стояла за центром и правым флангом общего построения. Бомбарды были выдвинуты перед расположением войск и прикрыты арбалетчиками. Общая протяжённость фронта построения войск Ордена была 2,5 км.

Польско-литовская армия построилась в три линии: «чельный», «вальный» и «отвальный» хуфцы (передняя, средняя и тыльная линии). На оконечности правого фланга вне общего трёхлинейного построения встали татары. Основное войско было разделено на два крыла. Польские воины — на левом крыле. Пришедшие в составе польского войска семь русских хоругвей стояли на правом фланге левого крыла во всех трёх линиях. Русско-литовское войско составило правое крыло. В первой линии на правом фланге крыла стали литовские хоругви. Всё остальное построение правого крыла состояло из русских хоругвей. Три смоленских полка стояли во второй линии на левом фланге правого крыла.

Общая протяжённость построения была 2 км. Справа позицию союзников прикрывала речка Марша и озеро Лубень, слева — Грюнвальдский лес.

Оба командующих находились позади своих войск на возвышенных местах.

В полдень от крестоносцев прибыли гарольды с мечами от великого магистра, поляки приняли вызов. Выдвинулись из леса и построились в описанный выше боевой порядок.

Перед сражением король Ягайло посвятил в рыцари около тысячи молодых воинов. Церемония была как бы психологической подготовкой к предстоящему бою.

Сражение началось ближе к вечеру, когда погода улучшилась. Открыл его залп бомбард Ордена. Однако ядра перенесло, они упали в тылу польского войска. Сразу же последовала атака татар, которые, не соблюдая строя, понеслись на тевтонские ряды. Рыцари были осыпаны стрелами, но особых потерь не понесли. Магистр приказал Валленроду контратаковать татар. Левый фланг войск Ордена двинулся вперёд. Атака велась с ускорением темпа — шаг, рысь, галоп. Татары не выдержали удара тяжёлой конницы и бросились бежать. На поддержку татар была двинута вся русско-литовская армия Витовта. Лобовое столкновение рыцарей и русско-литовской конницы было не в пользу славян и литовцев. Опрокинутая конница Витовта отскочила, стала уходить вдоль течения речки. Виленская и трокская хоругви, состоявшие из этнических литовцев, пытались ещё сопротивляться, но были сбиты и они. Девять знамён Валленрода бросились преследовать отступавшего противника, а шесть задержались на поле боя, так как напоролись на жёсткую оборону трёх смоленских полков под командованием Юрия Мстиславского и Семёна Лингвена Ольгердовича.

Тевтонцы (шесть знамён) окружили эти полки, один смоленский полк полёг на месте, но два других пробились, отошли к правому флангу левого крыла и стали, развернувшись на восток, против преследовавших их рыцарей.

Командовавший левым крылом Зындрам бросил в бой 1-ю линию польских рыцарей. Ульрих Юнгинген послал навстречу полякам 20 знамён Лихтенштейна. Произошло столкновение 20 знамён тевтонских рыцарей с 17 хоругвями польских. В жестоком рукопашном бою поляки стали теснить Лихтенштейна и прорывать его линию.