Местность на противоположном берегу Черной в основном ровная; она представляет собой продолжение Балаклавской равнины, которая тянется до самой реки; непосредственно у берега реки эта равнина перерезается двумя группами небольших холмов, постепенно поднимающихся со стороны Балаклавы, но спускающихся к Черной и представляющих, поэтому, хорошую оборонительную позицию против форсирующего реку противника. Между этими двумя группами холмов лежит долина, где английская легкая кавалерия вела атаку во время сражения под Балаклавой. Восточная группа холмов, образующая правый фланг позиции, была занята двумя сардинскими дивизиями Ла Мармора; другая группа, северо-западнее, — тремя французскими дивизиями, которые образовали центр и левый фланг позиции. Французами командовал генерал д'Эрбийон, расположивший дивизию Каму слева, свою собственную — в центре и дивизию Фошё — справа, где ее позиции примыкали к позициям сардинской дивизии Тротти. Обороноспособность позиции увеличивалась благодаря двум препятствиям, находившимся непосредственно перед ней: первое препятствие — река Черная, которая в то время была безусловно проходима вброд, но все же вынуждала русских переправляться через нее лишь в определенных местах и на узких участках; второе — Водопроводный канал, проложенный в большинстве случаев в скалах, что заставляло даже после переправы через него взбираться на крутую скалистую стену. На вершинах холмов французы и пьемонтцы соорудили небольшие брустверы, достаточные лишь для прикрытия их пушек. Обе группы холмов образовали как бы несколько бастионов, прикрывавших друг друга своей артиллерией. За Черной, через которую были переброшены мосты у Чоргуня на крайнем правом фланге сардинцев, и у таверны (по-русски — трактира) напротив центральной позиции французов, пьемонтцы выставили боевое охранение в количестве двух рот, а Трактирный мост прикрывался небольшим предмостным укреплением, занятым французами. Еще дальше за ним находились аванпосты французов.
Утром 16 августа, установив свою артиллерию на высотах восточное Черной, русские двинули передовые части вниз, в долину. Еще не рассвело, и густой туман способствовал внезапному нападению, как это было при Инкермане. Передовые посты союзников были тут же отброшены, и к рассвету предмостное укрепление и весь восточный берег реки оказались в руках русских, которые продолжали бой с двумя французскими полками за овладение мостами. Затем 7-я и 12-я дивизии русских, расположенные как раз напротив французских дивизий Каму и д'Эрбийона, спустились в долину двумя сомкнутыми колоннами; здесь они перестроились в штурмовые колонны и двинулись вперед двумя отдельными группами: 7-я дивизия, переправившись через реку и Водопроводный канал вброд и по наспех наведенным перекидным мостам, двинулась против Каму; 12-я дивизия, часть которой осталась в резерве, наступала на д'Эрбийона по Трактирному мосту, защитники которого были мгновенно отброшены значительно превосходящими их силами русских. Русские продвигались через Водопроводный канал и вверх по склону высоты с невиданной для них быстротой и воодушевлением. 7-я дивизия русских уже почти достигла вершины холма, когда войска Каму, развернутые в линию, дали по ней залп и ударили с фланга и с тыла с такой силой, что русские тут же повернули и под убийственным огнем бросились обратно через реку; 7-я дивизия, если можно верить Пелисье, больше на поле боя во время этого сражения не появлялась. В центре 12-й дивизии удалось взобраться на высоты и вклиниться в расположение нескольких французских полков. Один момент исход сражения казался неясным, но в это время д'Эрбийон приказал одной бригаде из дивизии Фошё атаковать левый фланг русских колонн, и после непродолжительной схватки русские были отброшены вниз по склону холма, а французы стали их преследовать и на короткий срок отбили мост.