20-го, когда рассвело, оказалось, что два флота разделяет только две мили. Турки находились к северу от Церви, а венецианцы – к западу от них. Легкий бриз с норд-норд-оста поместил турок на наветренную сторону, и они спустились под ветер, чтобы атаковать. Диедо сразу отступил, взяв курс на юго-запад, и держался этого курса, даже когда ветер после очередного периода штиля сменился на норд-норд-вест. Он оказался прав, поскольку со временем подул ветер с юга и венецианцы оказались с наветренной стороны от противника.

Около часу дня Диедо сформировал свой флот на левом галсе в боевую линию, двигающуюся на вест-норд-вест. Немного позже он приказал своим ведущим кораблям спуститься под ветер, и сражение началось. Турецкий флот был намного больше. В нем насчитывалось 36 кораблей против 26 венецианских. Хотя превосходство в орудиях было меньше – ориентировочно 2000 против 1800. Но так сложилось, что превосходство в кораблях, непосредственно участвовавших в бою, оказалось намного больше. Венецианская линия оказалась сильно растянута: корабль арьергарда остался далеко за кормой авангарда, а турки, напротив, действовали скорее как единое формирование, чем как линия. Поэтому авангард Диедо некоторое время вел бой против многократно превосходящих сил турок без поддержки.

В те дни бытовало мнение, что командир одного флота должен, если возможно, вступить в бой с равным по рангу флотом, поэтому, обнаружив, что капудан-паша находится на четвертом корабле турецкой линии, Диедо перевел свой корабль «С. Гаэтано» вперед. Его головными кораблями, таким образом, были «Гранд Алессандро», «Мадонна делл’Арсенал», «С. Гаэтано», «Трионфо» (флагман), «Костанца», «С. Франциско», «Коломба». В течение довольно долгого времени эти корабли были единственными венецианцами, участвовавшими в сражении. По утверждению Диедо, им пришлось последовательно иметь дело с не менее чем 30 из 36 турецких кораблей. Наконец к ним сумели присоединиться оставшиеся два корабля авангарда – «С. Пьетро д’Алькантара» и «Идра». Одновременно Л. Диедо, командовавший дивизией центра, вступил в бой на корабле «Салюте», при поддержке переднего мателота «Глория Венета».

Понятно, что головные венецианские корабли понесли большой ущерб. «Мадонна делл’Арсенал» была так сильно разбита большим каменным ядром, угодившим в носовую часть корпуса, что была вынуждена повернуть круто к ветру и покинуть линию. «Гранд Алессандро», такелаж которого был разнесен на куски, медленно дрейфовал с подветренной стороны среди турецких кораблей. Диедо решил повернуть оверштаг, но сначала поставил «С. Гаэтано» и «Трионфо» между «Гранд Алессандро» и противником, одновременно отдав приказ двум наиболее пострадавшим кораблям, «Гранд Алессандро» и «Мадонна делл’Арсенал», обходить препятствия с помощью корабельных лодок. Его намерение заключалось в следующем: корабли должны повернуть на другой галс последовательно перед головными турецкими кораблями. К сожалению, только три корабля за его кормой сделали, как он хотел. Остальные повернули оверштаг там, где находились.