Tras la llegada de Bazán, don Juan dio instrucciones a las galeras cristianas que rodeaban a la Real para que resistiesen y contuviesen la línea. Las galeras de socorro se pusieron a popa y dio comienzo un trasvase de infantería española fresca de la reserva de 200 infantes, que entró en la Real y tomó posiciones junto a los defensores.
Una vez todos a bordo, se dieron instrucciones de prepararse para abordar a la Sultana. Cuando don Juan dio la orden de ataque, los infantes españoles volaron hacia el enemigo
colgados de maromas y corriendo en tropel por las pasarelas al interior de la galera enemiga. El maestre de campo Lope de Figueroa resultó herido por un tiro de arcabuz. En el enésimo asalto de la Sultana, los infantes españoles hicieron retroceder a los jenízaros hasta la popa. De súbito, en mitad de la refriega, el tiro certero de un arcabucero español impactó en la frente de Alí Pachá, matándolo al instante.
Un galeote malagueño liberado que peleaba con los infantes españoles estuvo avispado y corrió hasta el cuerpo del almirante otomano. Cuando llegó, le cortó la cabeza y la mostró a los defensores de la Sultana. Tras unos instantes de desconcierto, los bravos soldados otomanos se vieron sin mando y trataron de huir, momento que aprovecharon los atacantes para cargar y rendir la galera. El galeote corrió a llevarle la cabeza de Alí a don Juan, pero se le cayó al agua y no volvió a aparecer.
De forma simultánea, otra galera española había embestido a la Sultana por popa y, según relataba Francisco de Murillo al secretario real Antonio Pérez,
echamos gente y muchos cañonazos, arcabuzazos y pedradas, y trompas y alcancías de fuego [dos modalidades de fuego griego] dentro hasta que se rindió, y ganamos dos estandartes de los que traía en popa, y algunos soldados ganaron buenas alhajas de la recámara del bajá.
Alrededor de 500 soldados otomanos fueron degollados en la Sultana. Tras hora y media de lucha encarnizada, los españoles arriaban los estandartes del sultán y enarbolaban la cruz en la galera del almirante de la escuadra otomana. Del Estandarte de Alí Pachá se apoderó el capitán Andrés Becerra, de Marbella, cuatralbo en la escuadra de galeras de España….
