Положение гарнизона Анадырского острога все больше ухудшалось. Жалованья и продовольствия из Сибирской губернии на Анадырь, протекавшую за тысячами километров дикой тайги от главного опорного пункта российской колонизации Дальнего Востока — Якутска, так и не поступало. Павлуцкий в своих донесениях отмечал, что казаки и солдаты имеют уже весьма жалкий вид от недоедания. Тем не менее, в 1747 г. в острог пришло новое указание Сената, требующее немедленного приведения «немирных чукчей» к покорности вооруженной рукой.
12 марта 1747 г. отряд чукчей числом до пятисот человек неожиданно появился чуть ли не у стен Анадырского острога и угнал пасущееся под присмотром союзных русским коряков гарнизонное стадо оленей. Павлуцкий немедленно организовал погоню и сам возглавил авангард из 97 человек при одной пушке. 14 марта авангардный отряд настиг чукчей, которые при приближении погони укрепились на скале, возле устья реки Орловой. Майор приказал своей команде, состоявшей из казаков и коряков, атаковать их.
Однако у чукчей отсутствовало то, что заставляло большинство других первобытных народов мира сдаваться европейским армиям: панический страх перед огнестрельным оружием. Чукчи, в отличие от индейцев Центральной Америки и аборигенов Тасмании, не падали в ужасе от звука выстрела и за годы противостояния с русскими сумели заметить, что между двумя ружейными залпами проходит достаточно длительный промежуток времени. Чтобы один раз выстрелить из ружья XVIII в., требовалось достать из патронной сумки бумажный патрон, открыть крышечку затравочной полки, откусить угол патрона, а некоторую часть содержащегося внутри пороха — затравку, насыпать на полку, затем закрыть крышечку, шомполом затолкнуть патрон с оставшимся порохом и пулей через дуло до конца канала ствола ружья, взвести курок и прицелиться. При нажатии на спусковой крючок курок с кусочком кремня ударялся о затравочную полку; от искр воспламенялась затравка, а от затравки взрывался порох в патроне, выталкивая пулю вперед. Чтобы сделать второй выстрел, всю процедуру надо было проделать снова. Таким образом, скорострельность ружей того времени в боевых условиях не превышала пары выстрелов в минуту. Главный удар в сражении наносился штыками или саблями, основная функция огнестрельного же оружия сводилась к тому, чтобы залповой стрельбой расстроить боевые порядки противника либо не дать ему приблизиться на необходимое для перехода в рукопашную схватку расстояние.
Идя в наступление на засевших на скале чукотских воинов, бойцы Павлуцкого, как обычно, дали по ним залп из пушки и ружей. Однако укрывшихся за выступами скалы чукчей было трудно достать стрельбой. Пока казаки и коряки перезаряжали ружья, чукотские воины устремились в решительную контратаку. Казачьи сабли, сделанные из закаленной стали, были грозным оружием в рукопашном бою, но оказались короче чукотских копий с каменными наконечниками, а луки чукчей, хотя и обладали меньшей дальнобойностью и силой удара стрелы, чем ружья со свинцовыми пулями, имели гораздо большую скорострельность. В разыгравшейся жестокой схватке погибли сорок казаков (в том числе два сотника и пятидесятник), одиннадцать коряков и сам майор Д. Павлуцкий — «Якуннин». Отбиваясь от ожесточенно наседавших на них чукчей, уцелевшие казаки и коряки пытались бежать, но не смогли. Тогда коряки наскоро выстроили круговое заграждение из нарт, из-за которого остатки отряда продолжали отражать яростные атаки. Только когда подошли основные силы выступившего из острога войскового соединения, чукчи отступили, захватив с собой пушку, отрядное знамя и сорок ружей. О том, чтобы преследовать их, нечего было и думать.
Тело Павлуцкого было обернуто бумагой, залито воском и положено в лиственничный гроб. В марте 1748 г. его привезли в Якутск и с почестями похоронили у церкви Якутского Спасского монастыря. Сопку возле места последнего боя Павлуцкого казаки прозвали Майорской.
Известие о гибели главы Анадырской партии буквально потрясло высшие правящие круги Петербурга: еще нигде в Сибири и на Дальнем Востоке жившие первобытным строем местные жители не наносили таких ударов российским войскам и не сопротивлялись так упорно попыткам привести их в российское подданство, обложить ясаком. Сегодня может показаться, что эти столкновения, в которых с обеих сторон не участвовало более трех тысяч человек, не были значительными. Однако если учесть, что все население Чукотки не превышало десяти тысяч человек, включая женщин и детей, а российские власти из-за большого расстояния и практического отсутствия дорог не могли присылать туда крупные воинские гарнизоны, становится очевидным, что по местным меркам эта была полномасштабная война, кровавая и разорительная для скудной земли дальневосточного севера.