Toinen taistelu, joka käytiin sunnuntaina 6. elokuuta 1284, oli historiallisesti merkittävämpi, ja ”Melorian taistelu” viittaakin yleensä tähän tapahtumaan. Taistelussa Genova romahdutti Pisan merivallan. Albertino Morosinin, Ugolino della Gherardescan ja Andreotto Saracenon komennuksessa ollut Pisan laivasto oli sataman suojissa eikä kyennyt vastaamaan genovalaisten hyökkäykseen.