Итак, получив известие о приближении огромной рати московитов, ливонцы сняли осаду с Пскова и отступили, но были настигнуты русскими у озера Смолина, в тридцати верстах от Пскова, 13 сентября 1502 г. Численное превосходство русских было, как обычно, подавляющим, но ливонцев вновь спасла их сильная и превосходная артиллерия – заслуга лифляндского ландмаршала «марианитов» Вольтера фон Плеттенберга.

Заметив отступавшие обозы орденского войска, русские разведчики доложили воеводам, что ливонцы бегут. При этой вести ратники русского Передового полка, увлекая за собой остальные полки, самовольно устремились вперед, напали на ливонские обозы и стали грабить их, попутно уничтожая охрану. Воеводы Андрей Кропоткин и Юрий Орлов-Плещеев не сумели удержать своих людей от грабежа тевтонского «коша». В ходе беспорядочного преследования ливонцев русские расстроили свой боевой порядок («изрушали полки»), а в ходе грабежа утратили остатки дисциплины. Ливонцы воспользовались этим и неожиданным контрударом разгромили Передовой полк московской рати. Вместе со своими воинами погибли и оба воеводы.

Когда выяснилось, что ливонцы вовсе не отступают, а изготовились к бою, русские полки атаковали главные силы ландмаршала Плеттенберга, но неорганизованно, выдвигаясь, вследствие нарушения походного порядка, небольшими группами. Им противостояла мощная фаланга «тевтонской» пехоты, первая линия которой состояла из тысячи пятисот «стрельцов огненного боя», с пушками и аркебузами. Наступление псковских, новгородских и московских ратников ливонцы без особого труда отражали огнем своей сильной артиллерии и аркебуз, внесших сильное замешательство в ряды подходивших к полю боя главных сил великокняжеской рати. При мощной поддержке артиллерийского огня ливонская пехота отбила атаки не только собственно русских и татарских войск, но и наемных немецких ландскнехтов («служилых немцев») московского князя.

Отведя войска, русские воеводы привели их в порядок и возобновили атаки, но все они были вновь отражены ливонской пехотой, при поддержке спешенных рыцарей, оруженосцев и «рейзигов». Московским воеводам удалось найти слабое место в боевом порядке ливонцев и сосредоточить усилия в этом направлении, бросив туда немецких наемников. Но и атаки «служилых немцев» успеха не имели. В конечном итоге московская рать была вынуждена отступить перед ливонским «огненным боем». Но и потери орденского войска были очень велики. Было убито четыреста «тевтонских» пехотинцев, их знамя было захвачено русскими ратниками. В сече погибли начальник ливонской пехоты Матвей (Матиас) Пернау-эр, его брат Генрих, знаменосец Конрад Шварц. Большие потери понесла и ливонская конница, прикрывавшая свою пехоту. Тем не менее, орденское войско продолжало непоколебимо стоять у озера Смолина. Поразмыслив, князь Даниил ГЦеня решил оступить со своим обескровленным войском в Новгород. По свидетельству ливонского хрониста Бальтазара Рюссова, Вольтер фон Плеттенберг «со своими людьми был совершенно утомлен». Ландмаршал, не решившись преследовать московитов, «стоял на месте до третьего дня и поджидал неприятеля, не придет ли он снова». Но неприятель снова не пришел…