Последствия паники могли быть трагическими, если бы все увидели, как армия разбегается перед врагом, даже не попытавшись сразиться. Именно по этой причине Сулла, находившийся в первых линиях, поспешил наперерез убегавшим, спрыгнул с лошади, выхватил из рук легионера знамя и испустил клич, который повторили все историки античности: «Для меня, римляне, слава найти здесь свою смерть! А когда вас спросят, где вы предали своего императора, отвечайте: «При Орхомене!» Смелое действие и сопровождающий его вызов позволили собрать римские войска, которые вновь построились в ряды и благодаря двум когортам, своевременно подошедшим с правого крыла, остановили продвижение врага и вынудили его повернуть. Затем Сулла отвел свою армию и дал солдатам немного отдохнуть и укрепиться. Потом вновь принялся за дело: варвары еще раз атаковали, но в более строгом порядке, чем в первый раз. Римские войска приняли удар, не дрогнув, скорее наоборот, легионерам удалось рассеять своих противников и преследовать до их же укрепления, где защищающие лагерь лучники из-за отступления были лишены возможности пускать свои стрелы. Первый день сражения стоил жизни 15000 варваров, в большинстве своем конникам; в числе погибших был Диоген, родной сын Архелая, сражавшийся в первой линии на правом фланге.
Сулла опасался, как бы Архелай опять не ускользнул от него морем. По всей равнине Орхомен он расставил разведчиков с заданием предупреждать о всех передвижениях варваров в ночное время. И на следующий день, на рассвете, прежде чем вывести войска, он призвал их покончить с врагом, который уже познал поражение и у которого больше нет моральных сил для сопротивления. Затем он приказал возобновить работы по окружению лагеря. Так как большая часть его армии добралась до палисада, понтийские офицеры призвали своих защищать лагерь от врага, уступающего в числе; они предприняли вылазку. Сражение было ожесточенным. В какой-то момент подразделение легионеров, прикрывшись щитами в построении «черепаха», попыталось пробить брешь в углу палисада. Они почти ворвались туда, как появились защитники, готовые к рукопашному бою. Мгновение римляне колебались, противники лицом к лицу оценивали друг друга. Неожиданно трибун Луций Минуций Базил, командовавший этой группой, ринулся вперед и одним ударом убил стоящего напротив него варвара; тогда все другие тоже бросились вперед, испуская боевой клич, и скоро часть римской армии вторглась во вражеский лагерь. Это была резня, подобная происшедшей несколько месяцев назад при Херонее с той лишь разницей, что на этот раз количество живых не превышало нескольких десятков (если не считать взятых в плен, которые древние источники исчисляют в 25 000): 20 000 человек были загнаны в болота и там утонули; почти стольких acie постигла подобная участь на берегу реки или в ней. И греческие историки, рассказывавшие об этой баталии, утверждают, что несчастные, в большинстве своем не умевшие плавать, взывали к состраданию преследователей, но на своем языке, которое последние не могли, а возможно, не хотели, понять. Что касается Архелая, в течение двух дней он прятался в болотах, затем ему удалось добраться до Халкиды на лодке.