To było największe starcie całego powstania. „Rozpacz i gniew miota nami, że trzeba się cofać, gdy rano jeszcze tak pewni byliśmy zwycięstwa! »Zameczek« dał się wybić z pozycji, a Jabłonowski nie przybył pomimo rozkazu. To nas zgubiło” – pisał jeden z uczestników bitwy. W Siemiatyczach zgromadziło się ok. 4 tys. powstańców z kilku oddziałów. Rosjan było niemal dwa razy mniej. „Liczebnie byliśmy górą, lecz broń nasza była mizerna – dodawał cytowany powstaniec – żadnej znajomości walczenia w żołnierzach i, niestety, brak koniecznej w takich razach odwagi”. Generał Zachar Maniukin początkowo zlekceważył insurgentów, uderzając bez większego przygotowania. Atak rozpoczął od ostrzału artyleryjskiego, po południu Rosjanie zaatakowali obsadzony przez Polaków cmentarz. Atak został odparty, a następnie powstańcy wyprowadzili kontruderzenie. „Kosynierzy energicznie ruszyli naprzód i jeden już tylko usłyszano strzał armatni kartaczami, który położył trupem jedenastu dzielnych kosynierów i Zameczkowi ubił konia. Strzał ten i upadek Zameczka powstrzymał na chwilę kosynierów” – opisywał początek bitwy sam dowódca powstańczej partii płk Władysław Cichorski-Zameczek. „Moskale stojący dotąd jak mur, ujrzawszy kosynierów, poczęli się wahać, a wkrótce w największym uciekać nieładzie; artyleria odbiegła swych dział” – pisał uczestnik wydarzeń. Polakom udało się nawet zdobyć dwie armaty. Rosjanie ponowili atak następnego poranka, tym razem nie popełniając błędu złego rozeznania. Działaniom powstańców zabrakło koordynacji, co spowodowało, że musieli się wycofać, a carskie wojsko zajęło miasto. Polacy stracili w bitwie ok. 200 ludzi, Rosjanie 70. W wyniku starcia spłonęły też całe Siemiatycze (ponoć pozostały ledwie cztery domy). To, co ocalało, podpalili kozacy. Powstańcze oddziały podzieliły się, część poszła w stronę Królestwa, jeden postanowił się przedrzeć na Białoruś.
