Пока войска занимали позиции, турки вели активный артиллерийский обстрел с возвышенного берега реки Мавряк, обстреливая не только передний край, но и резервы. Особое внимание уделялось обстрелу центра русских войск. Солдаты и офицеры возмущались тем, что их держат под ядрами, а не ведут в штыковую атаку. Но Бебутов медлил с атакой, так как нужно было выстроить войска таким образом, чтобы не дать противнику возможности ударить в тыл, где угрожали башибузуки. В то время как русская артиллерия громила позиции противника, нижегородцы отчаянно атаковали турок, которые серьезно потеснили правый фланг и угрожали русскому тылу. Постепенно русские войска втягивались в сражение. Генерал Бебутов внимательно следил за происходящим, оперативно отдавая приказы исходя из обстановки. Бой был тяжелым. Порой казалось, что турки вскоре могут одержать победу. Когда был убит командир Грузинского полка князь Орбелиани, солдаты пришли в замешательство и начали отступать. Видя создавшееся угрожающее положение, отступающих солдат и офицеров, князь Бебутов сам бросился им на помощь, взяв из резерва две роты с двумя орудиями. Увидев командующего с подкреплением, солдаты Грузинского полка, оправившись от страха, бросились на противника и нанесли ему сокрушительный удар, отомстив за смерть своего любимого командира. Преследовавшие их два турецких батальона, оказавшись между ними и эриванцами, были полностью уничтожены.
Мужество русских воинов, реализовавших план командующего, восторжествовало. Надменные турки, вчетверо превосходившие русских, были разбиты и бежали с поля боя до Карса. Кичливый Ахмет-паша, говоривший перед сражением при Башкадыкларе своим солдатам, что он не будет бить русских, а живьем пригонит их в Карс, первым бросился в бегство, и турецкая армия в беспорядке отступила к Карсу, разграбив по дороге деревни. Турецкая армия, запершись в Карсе, не могла показаться в поле до следующего лета.
Враг бежал, оставив на поле боя тысячи убитых и раненых. Немало турецких солдат и офицеров попало в плен. Таким образом, 36-тысячная турецкая армия Рейс-Ахмат-паши потерпела сокрушительное поражение. В сражении турки потеряли убитыми и пленными более 6 тысяч человек. Потери русских войск составили 319 человек убитыми и 976 ранеными. Поражение турецкой армии под Башкадыкларом имело большое значение для России. Оно сорвало планы англо-франко-турецкой коалиции захватить одним ударом Кавказ.
Генерал Бебутов дал указание всех убитых похоронить со всеми воинскими почестями по христианскому обычаю. Для этого он приказал собрать убитых с поля сражения и для отпевания свезти их к храму, принадлежавшему армянам-григорианцам. Помощь воинам оказали жители окрестных деревень, населенных армянами. Убитые были свезены к Огузлинскому храму и уложены в десятки рядов. На следующий день после общей панихиды они были преданы земле. С помощью жителей было проведено захоронение и убитых турок.
Сложнее было с ранеными, особенно с тяжелыми ранениями. Тем, кто нуждался в ампутации, ее невозможно было сделать в полевых условиях из-за нехватки необходимых средств и врачей. Их было решено срочно отправить в Александрополь. Поскольку транспортных средств не хватало, то для этого по приказу генерала Бебутова было выделено два батальона, которые должны были нести раненых на носилках. Генерал Бебутов дал в Александрополь команду немедленно выслать к войскам перевязочные средства, транспорт, чтобы вывезти раненых и многочисленные трофеи.
В числе тяжело раненных был молодой талантливый генерал-майор Орбелиани. После Баяндурского сражения генерал Бебутов предоставил ему кратковременный отпуск по случаю рождения двух сыновей-близнецов. Генерал не стал терять времени и быстро отправился в путь. В дороге он узнал о выступлении Александропольского отряда к Башкадыклару. Как опытный военный, понимая, что предстоят крупные события, он возвратился в войска и принял участие в сражении. 19 ноября Орбелиани с гренадерами Грузинского полка было поручено атаковать главную турецкую батарею. Генерал верхом на коне повел полк и атаковал батарею с фронта. В начале атаки пуля пробила ему руку, но он, не обращая внимания на рану, повернулся в седле и крикнул: «Молодцами идти, гренадеры!» В это время другая пуля пробила ему лопатку и застряла в груди. Когда об этом сообщили генералу Бебутову, он приказал немедленно отправить генерала Орбелиани в госпиталь в Александрополь. Все старания врачей спасти генерала оказались тщетными. Он умер 8 декабря 1853 г. Перед смертью генерал Орбелиани потребовал принести ему прострелеленное знамя полка, чтобы поцеловать его. Генерал Бебутов, узнав о смерти генерала, очень сожалел и сокрушался, отозвавшись о нем как о человеке блистательной храбрости.