Pietro IV Raresh hospodar di Moldavia con 20.000 cavalieri moldavi e 20 cannoni raggiunge i polacchi a nord di Obertyn (22 IX 1531).
Il gran hetman Jan Tarnowski è schierato su un'altura dietro il tabor di carri, appoggiato a nord ed est alle fitte foreste e protetto da uno schermo di cavalleria. È presente anche lo scrittore, storico, satirico e filosofo polacco Marcin Bielski (Macin Wolski), autore tra l'altro dell'opera sull'arte militare "Sprawa Rycerskiego".
La cavalleria moldava respinge quella polacca dentro il tabor e si schiera per l'attacco. Raresh invia i cavalleggeri ad aggirare il tabor per le foreste ma questi sono agevolmente respinti da parte della fanteria polacca. I cannoni moldavi cannoneggiano per cinque ore il tabor ma con scarsi risultati e soffrono molti danni dal tiro dei pezzi polacchi.
Parte della cavalleria polacca esce dal tabor ed esegue a rotazione alcune cariche contro l'ala sinistra moldava, causandole gravi perdite. Raresh invia rinforzi all'ala sinistra sguarnendo il centro e la strada per Obertyn. Tarnowski ritira i cavalieri nel tabor ed invia il resto della cavalleria ancora fresca contro l'ala destra moldava, che cede quasi subito. I cavalieri polacchi avvolgono il centro avversario subendo numerose perdite a causa dell'artiglieria, finchè questa è catturata dai fanti polacchi. Anche il resto della cavalleria polacca interviene con attacchi di disturbo da varie direzioni.
I moldavi fuggono in disordine lasciando circa 7.000 cavalieri caduti, 1.000 prigionieri e tutti i 50 cannoni. I polacchi hanno 256 caduti.