По диспозиции, отданной Скобелевым вечером 27 декабря, атака Шейнова должна была начаться в 10 часов и вестись тремя линиями: передовой из трех батальонов и двух болгарских дружин с восемью орудиями, второй главной линией в аналогичном составе и общего резерва из шести батальонов. Если при третьем штурме Плевны проявились наметки такого глубоко эшелонированного построения боевого порядка, то под Шейновом оно приобрело более четкие формы. Общая глубина такого построения составила один километр. Этим же построением в Скобелевском отряде окончательно утвердилась тактика стрелковых цепей. Наступление и атака Шейнова по равнине, с ограниченным числом естественных укрытий от огня противника, успевшего за долгие месяцы расположения на месте хорошо укрепиться, могли привести к повторению неудачных плевненских боев. И надо отдать должное Скобелеву – в Шейновском сражении он сделал еще один важный шаг в развитии способов ведения наступательного боя. Почти полное отсутствие артиллерии (одна горная батарея вряд ли могла соперничать с артиллерией противника) натолкнуло Скобелева на мысль подготовить наступление ружейным огнем. Первая линия наступавших батальонов имела на вооружении наиболее дальнобойные винтовки, в том числе и трофейные. Задача этих частей состояла в том, чтобы подавить огонь противника, для чего в переднюю линию были выдвинуты все восемь имевшихся в наличии пушек. Важная роль в бою отводилась кавалерии, которая действовала на флангах наступавших. В случае успешного развития боя кавалерийские части должны были выйти в тыл противнику, чтобы отрезать ему пути отхода.

Наступление правой колонны началось в 8 часов 28 декабря, раньше времени, намеченного диспозицией, чтобы воспользоваться туманом. Основной удар Скобелев направил на правый фланг турецких укреплений, который атаковали два батальона и болгарские дружины, а вспомогательный – на левый: здесь действовал один батальон.

Когда расстояние до редутов сократилось до восьмисот-девятисот шагов, наступающие стали двигаться вперед перебежками (сто – сто пятьдесят шагов), которые позволили русской пехоте сблизиться с врагом при относительно небольших потерях.

Как было намечено в диспозиции Скобелевым, за пятьсот – шестьсот шагов от турецких позиций цепи остановились, залегли и открыли такой интенсивный огонь, что вскоре из редутов стали доноситься лишь разрозненные выстрелы. Воспользовавшись этим, русские батальоны и болгарские дружины ворвались в редуты. Турки пытались спастись в лесу. Вессель-паша, поняв, во что может превратиться этот прорыв, моментально бросил в атаку свой резерв, и под давлением превосходящего противника русские и болгары отступили. В этот момент Скобелев ввел в первую линию Углицкий полк, который с музыкой и развернутыми знаменами двинулся вперед. В первой линии шел 1-й батальон, за ним 2-й и 3-й. Все батальоны на ходу перестроились поротно в две линии, развернули все ряды и разомкнули их. Вторая линия рот двигалась примерно в пятистах шагах от первой. С тысячи двухсот шагов движение началось перебежками. Командир Углицкого полка полковник Панютин так описывает порядок наступления полка: «Выдвинув 2-ю и 3-ю роты в направлении шеиновских редутов разжиженным строем, я приказал им наступать вперед. За 2-ю и 3-ю ротами еще две и т. д. по две роты, приказав, чтобы задние роты подходили к передним скачками, а передние – скачком вперед. Таким порядком я был убежден, что турки не в состоянии будут установить точного прицела по постоянно движущимся ротам. И выходило так, что задние роты вышибали передние».

Сухие строчки рапорта не передают драматизма ситуации. Ведь Скобелевский отряд сражался почти со всей армией Вессель-паши! В напряженном бою явно торжествовало не число, а уменье. Уменье солдат, обученных Скобелевым, самостоятельно мыслить, приноравливаться к местности и, невзирая на жестокий огонь, продвигаться к цели. Даже когда в полосе наступления третьего батальона произошла заминка, то уверенность, что она будет непродолжительной и не расстроит планов, не покидала Скобелева. Так и произошло.

В этот критический момент поднялся барабанщик Углицкого полка. «Ваше благородие, – обратился он к Панютину, – что вы на них смотрите: пойдемте на редут. Пропадать, так по присяге. Тут все равно всех перестреляют!» И с этими словами он вылез из канавы и пошел вперед с барабанным боем. Панютин поднялся во весь свой богатырский рост, взял знамя у знаменосца и двинулся в самую гущу сражавшихся. Те, кто дрогнули и побежали, остановились и повернули оружие на врага. Те, кто залегли в надежде, что турецкие пули минуют их, преодолев секундную слабость, пошли за Панютиным и барабанщиком в атаку. Батальон выровнял свои ряды и выбил турок из траншей. Турки упорно держались в редутах, однако удар был настолько силен, что организованное сопротивление сменилось паникой.

Скобелев не упустил этот благоприятный момент. В прореху, образовавшуюся в обороне турок, он бросил Казанский пехотный и два Донских казачьих полка. Казачки поработали шашками и пиками на славу, а пехотинцы довершили дело, начатое конниками. Бой внутри укрепленного лагеря разбился на отдельные схватки. Турки, с отчаяньем обреченных, сражались за каждый дом, каждую улицу. В такой круговерти, казалось бы, ни о какой организации боя не могло быть и речи. И все-таки она была: офицеры создавали импровизированные штурмовые группы, которые с успехом выбивали турок из насиженных укреплений. Положение турецкой армии стало безнадежным. Кавалерия отрезала ей все пути к отступлению.

Генерал-майор К. И. Дружинин, автор 11-го тома «Истории русской армии и флота» (М., 1913), подчеркивал:

Действия центральной колонны складывались менее удачно.

Ф. Ф. Радецкий решил ударить по туркам в лоб и тем самым облегчить положение остальных колонн, с которыми окончательно потерял связь. Туман лишил войска центральной колонны маневра, и атаку они вели по узкой дороге, представляющей собой нечто вроде желоба между скал. Русские получили отпор и потеряли тысячу пятьсот человек. Радецкий, отбиваясь от наседавших на него турок, вынужден был отойти. В это время прискакал один из его адъютантов с сообщением о капитуляции армии Вессель-паши.

Около 14 часов к Скобелеву привели пленного турецкого офицера, сообщившего, что Вессель-паша послал его договориться о предварительных условиях сдачи. Вскоре со стороны Шейнова прискакал казак.

– Ваше превосходительство, – обратился он к Скобелеву, – турки вывесили белый флаг!

Скобелев оседлал своего коня и в окружении ординарцев выехал в Шейново. Везде груды убитых, у редутов русские, в траншеях, редутах и в лагере – турки. По дороге двигаются толпы пленных.

Когда Скобелев узнал, что таборов десять турок бежало, он сказал ординарцу: «Харонов! Стремглав сейчас же к Дохтурову... Слышите?.. Пусть кавалерия вдогонку... Чтобы ни один человек не ушел от меня... Поняли?» Дохтуров, командир казачьего полка, как ему и было предписано в диспозиции, перехватил отступавших на Казанлык турок и всем полком обрушился на них. В результате турки потеряли несколько сотен убитыми, а шесть тысяч вынуждены были сдаться в плен.