На рассвете 4 декабря турецкие войска начали наступление с востока и, оттеснив восточный передовой отряд, подошли к позициям главных сил. Заняв командовавшие высоты, турки стали поражать оттуда огнем главные силы Еленского отряда. В то же время другие колонны турецких войск сбили южный передовой отряд и стали выходить в тыл позициям главных сил Еленского отряда.

Русские войска сражались доблестно, проявили много героизма, но, конечно, 5 000 человек не могли успешно противостоять на своих невыгодных позициях натиску 20 000 человек противника. Пришлось отходить. Отход происходил в неимоверно трудных условиях полуокружения. Пробив себе дорогу огнем и штыком, остатки Еленского отряда к 20:00 подошли к позициям у Евковцы, куда уже подходили в это время части 4-й стрелковой бригады.

Бой у Елены был одной из наиболее значительных тактических неудач Дунайской армии. Русские войска потеряли 1900 человек убитыми и ранеными, 200 человек пропавшими без вести; впервые за всю войну русские вынуждены были оставить на поле боя 11 орудий (их упряжки были перебиты).

Если бы Еленский отряд был своевременно достаточно усилен пехотой и артиллерией, позиции главных сил должным образом укреплены, а командовавшие над ними высоты заняты, бой наверняка закончился бы поражением турок.

Главное командование Дунайской армии, стремясь отвести вину от себя, от Радецкого и Деллинсгаузена, назначило расследование. Однако, чтобы не задеть главных виновников, расследование было вскоре прекращено и все дело замято.

Турецкие войска дошли до евковецкой позиции и простояли под ней до 12 декабря, после чего без всякого боя убрались восвояси.

Чтобы серьезно развить достигнутый под Еленой успех, Сулейман-паша должен был сосредоточить здесь значительно большие силы со своего правого фланга. Из того, что он этого не сделал, можно заключить, что Сулейман-паша не стремился к нанесению мощного и глубокого удара. Он искал лишь случая громким тактическим успехом зажать рот тем представителям многоглавого верховного турецкого командования, которые требовали от него наступления с целью помощи Осману-паше.

С этой же целью Сулейман-паша предпринял новое наступление на Мечку-Трастеник. Это наступление турок русские встретили значительно более подготовленными, чем в ноябре. В резерве 12-го корпуса к Двум Могилам была поставлена бригада 35-й дивизии; три полка 33-й дивизии были придвинуты к Трастенику. Кроме того, русские войска после ноябрьского боя значительно улучшили свои позиции и могли уверенно вести огонь под защитой массивных брустверов. Словом, командование Рущукского отряда в конце шестого месяца войны начинало учиться воевать.