Magyarok és szövetségeseik : I. (III.) Jagelló Ulászló magyar és lengyel király, Hunyadi János, kb. 15–20.000 fő; magyarok, lengyelek, havasalföldiek.
Oszmán törökök : II. Murad szultán, kb. 40–50.000 fő.

A Hunyadi „hosszú hadjáratának” sikerét követően Szegeden 1444-ben kötött békét Ulászló király már néhány nap múlva semmisnek nyilvánította, és új hadjárattal kívánta megingatni az oszmán uralmat a Balkánon, majd egész Európában. Nem számolt viszont azzal, hogy a korábbi ígéreteket megszegve a genovaiak és a velenceiek segítséget nyújtottak Murad szultánnak, aki csapataival átkelt a Boszporuszon, és a nem sokkal korábban a keresztények által elfoglalt Várna alá érkezett.

Az ütközet november 10-én reggel kezdődött. A dombokkal szabdalt terep a törököknek kedvezett, ráadásul (állítólag a király utasítására) a keresztény sereg a kezdeményezést is átengedte nekik. Hunyadi úgy látta, a bal szárny van nagyobb veszélyben, ezért nehézlovasságát oda állította fel. A támadás mégis a jobb szárnyat érte először, igaz, az akindzsik hamar futásnak is eredtek. Ez viszont taktikájuk része volt, így próbálták meg maguk után csalni, majd megsemmisíteni az ellenfelet.

Hunyadi a kritikus pillanatban átdobta nehézlovasait a jobb szárnyra, és ténylegesen megfutamította a támadókat, sőt, az ázsiai (anatóliai) lovashadtestet is megtámadta, akiknek vezére elesett a harcban.
Ezalatt a ruméliai hadtest kezdte megingatni a magyar bal szárnyon állókat. A nehézlovasait megfordító Hunyadi ismét a válságos időszak csúcspontján érkezett meg, visszaverte a támadást, ezáltal lehetővé téve azt, hogy a kezdeményezést a magyar sereg vehesse át.
A törökök lovassága kezdett visszavonulni, és a szultán csak tanácsadói nyomására tartott még ki. Ekkor Ulászló király meggondolatlan lépésre szánta el magát. Néhány száz fős kíséretével együtt az egyetlen, még szilárdan kitartó csapatrészre, a janicsárok négyszögére támadt. Majdnem át is törte a védelmet, de a nyílzápor és a földbe szúrt karók végül megállították a rohamot. Mire Hunyadi segítséget tudott volna nyújtani, addigra a támadókat szétverték, a király is elesett a harcban.

A részsiker végül teljes fordulatot eredményezett. Az új erőre kapó török sereg rendezte sorait, és ismét támadást indított. A keresztény csapatok hadrendje a váratlan csapás hatására megbomlott, a lovasok menekülőre fogták a dolgot, nagy többségük, köztük Hunyadi is megmenekült, de így magára hagyták a gyalogságot, melynek zömét főként a tartalékot képező lengyelek adták.

Másnap a törökök szinte teljesen megsemmisítették a keresztény tábort, mely önfeláldozóan védte a szekérvárat. Kb. 4000 halott és valószínűleg még ennél is több fogoly volt a keresztények vesztesége. A törökök jóval nagyobb áldozatokkal fizettek, de a győzelem végül nekik jutott osztályrészül.
A hazafelé menekülő Hunyadit Vlad havasalföldi vajda elfogta, de röviddel később szabadon engedte.

A csatavesztéssel meghiúsult a törökök kiűzése Európából. A török haderő a nagy veszteségek miatt egy időre meggyengült, nem tudta kihasználni a lehetőséget, hogy megtámadja Közép-Európát, éppen ezért egy viszonylag nyugalmasabb időszak következett, melyet Konstantinápoly 1453-as eleste zárt le.