Unterdessen sandte Mithridates VI. ein neues Heer von 80.000 Mann unter Dorylaos nach Chalkis, das Archelaos als willkommene Verstärkung empfing. Anfangs wagte er aber keine Attacke gegen die Römer. Bei Orchomenos in Böotien fand er dann ein günstiges Terrain für die Entwicklung seiner Reiterei und ließ sich hier nun auf eine weitere Schlacht ein, die Ende 86 oder Anfang 85 v. Chr. stattfand und zwei Tage lang andauerte. Entscheidend war der persönliche Mut Sullas, dass die Römer am ersten Tag die Oberhand behielten. Archelaos’ Sohn Diogenes und 15.000 pontische Soldaten fielen. Sulla fürchtete, dass der Feind in der Nacht nach Chalkis entkommen könnte und traf Vorkehrungen, um ihm die Rückzugsmöglichkeiten zu nehmen. Am nächsten Tag fiel Archelaos’ Lager in Sullas Hände. Der Großteil der pontischen Streitkräfte fand den Tod, wobei diese entweder beim Kampf ums Lager ihr Leben verloren oder auf der Flucht im nahen See Kopaïs ertranken bzw. in den angrenzenden Sümpfen umkamen. Archelaos suchte zwei Tage lang in einem Sumpf Schutz und segelte dann mit einem Boot nach Chalkis. Dort sammelte er die noch in Griechenland verstreut stehenden Reste der pontischen Truppen.