Před zahájením bitvy u Milvijského mostu seřadil Konstantin své muže do linie podél Maxentiovy armády. Jezdcům nařídil zaútočit, čímž z bojiště zahnal Maxentiovu jízdu. Konstantinova pěchota vzápětí udeřila proti Maxentiovým vojákům, které zatlačila zpět k Tibeře, mnohé z nich přitom pobila, zatímco jiní se utopili. Bitva trvala celkově jen krátce, protože Maxentiovo vojsko podlehlo již prvnímu náporu nepřítele. Maxentiova jízdní garda a pretoriáni nejprve drželi své pozice, avšak po útoku Konstantinova jezdectva se obrátili na útěk. Maxentius prchal spolu s nimi směrem k městu, nicméně most sestavený z člunů nevydržel nápor ohromné masy mužů, prolomil se, a přivodil tak záhubu Maxentiovi a tisícům jeho vojáků. Úspěch v bitvě nad početnějšími nepřátelskými silami Konstantina přesvědčil, že je vystaven ochraně křesťanského Boha.