Подойдя к реке Вьен, арабская армия, не ввязываясь сразу в сражение, раскинула недалеко от франков свой походный лагерь. Абдеррахман ибн Абдиллах сразу понял, что противник занимает очень сильную позицию и его невозможно охватить лёгкой конницей с флангов. Арабы несколько дней не решались атаковать противника, выжидая удобного случая для нанесения удара. Однако Карл Пипин не двигался с места, терпеливо ожидая вражеского нападения.
В конце концов арабский предводитель решился начать сражение и построил своё войско в боевой, расчленённый порядок. Он состоял из привычных для арабов боевых линий: конные лучники составили «Утро псового лая», затем шли «День помощи», «Вечер потрясения», «Аль-Ансари» и «Аль-Мугаджери». Резерв арабов, предназначенный для развития победы, находился под личным командованием Абдеррахмана ибн Абдиллаха и назывался «Знамя пророка».
Сражение при Пуатье началось с обстрелов франкской фаланги арабскими конными лучниками, которым противник отвечал стрельбой из арбалетов и больших луков. После этого арабская конница атаковала позиции франков. Франкская пехота успешно отражала атаку за атакой, неприятельская лёгкая конница так и не могла пробить брешь в их плотном строю.
Испанский хронист, современник битвы при Пуатье, писал, что франки «тесно стояли друг с другом, насколько хватало глаз, подобно неподвижной и обледенелой стене, и ожесточённо бились, поражая арабов мечами».
После того как пехота франков отразила все атаки арабов, которые линия за линией, в некотором расстройстве откатывались на исходные позиции, Карл Пипин незамедлительно приказал стоявшей пока в бездействии рыцарской коннице пойти в контратаку в направлении вражеского походного лагеря, расположенного за правым флангом боевого построения арабского войска.
Франкские рыцари под предводительством Эда Аквитанского нанесли с флангов два таранных удара, опрокинув противостоявшую им лёгкую конницу, устремились к арабскому походному лагерю и овладели им. Арабы, деморализованные известием о смерти своего вождя, не смогли сдержать натиск противника и бежали с поля битвы. Франки преследовали их и нанесли им немалый урон. На этом сражение близ Пуатье завершилось.
Классическое описание этой битвы принадлежит перу Исидора Паценсия, приведённое Буке в «Антологии трудов историков Галлии и Франции». В свободном и драматическом переводе оно выглядит следующим образом:
«Северяне замерли стеной, словно воедино смёрзшиеся фигуры, изваянные изо льда, и этот лёд не способен был растаять, даже когда они своими мечами разили арабов. Железнорукие гиганты-австразийцы смело врубались в гущу битвы, и это они нашли и сразили короля сарацинов».
Это сражение имело очень важные последствия. Победа майордома Карла Мартелла положила конец дальнейшему продвижению арабов в Европе. После поражения при Пуатье арабская армия, прикрывшись отрядами лёгкой конницы, покинула французскую территорию и без дальнейших боевых потерь ушла через горы в Испанию.
Но перед тем, как арабы окончательно покинули юг современной Франции, Карл Пипин нанёс им ещё одно поражение — на реке Берр к югу от города Нарбонны. Правда, это сражение не относилось к числу решающих.
Победа над арабами прославила полководца франков. С тех пор он стал называться Карлом Мартеллом. Сражение при Пуатье известно ещё и тем, что оно было одним из первых, когда на поле битвы вышла многочисленная тяжёлая рыцарская конница. Именно она своим ударом обеспечила франкам полную победу над арабами. Теперь не только всадники, но и лошади были покрыты металлическими доспехами.
Победа в битве при Пуатье была самой значительной в полководческой биографии Карла Мартелла. После неё он одержал ещё несколько больших побед. В 736 году войско франков под его командованием совершило удачный поход в Бургундию и принудило её силой оружия признать над собой власть Франкского королевства. Превращение Бургундии в вассала стало серьёзным территориальным приобретение майордома из рода Каролингов.
Затем Карл Мартелл завоевал области на юге Франции. Он решительно подавил восстание против господства франков в Провансе. После этого установил свою власть дальше к югу, вплоть до города Марселя. Местное население было обложено данью, а на их землях было расселено немало свободных франков, которые силой своего оружия обеспечивали порядок и послушание власти короля, или, точнее, майордома.
Карл Мартелл покровительствовал распространению христианства среди племён язычников. Однако католическое духовенство в его государстве не любило короля, так как для укрепления страны Карл Мартелл конфисковал часть церковных земель и раздал их франкской знати в бенефиции — в пожизненное пользование на условиях обязательного несения королевской военной службы. Так в стране вольных франков с «лёгкой руки» Карла Мартелла стали появляться феодалы.
