南朝梁武帝即位之初，北魏内部正处于动荡之中，不仅政治腐败，又因连年对南朝发动战事，人民不堪负荷沉重的赋税及徭役，各地民变纷起，梁武帝认为这是北伐的良机，便命其弟临川王萧宏担任都督北讨诸军事，即北伐军总指挥，尚书右仆射柳惔为副指挥，率领大军进驻洛口（洛涧与淮水的交界处，今安徽淮南东北）。北魏方面得知消息，便让不久前在征伐南齐行动中建功封爵的中山王元英督军迎战。魏军号称有百万之众。

战事顺着长江沿岸展开，东起青、徐（今江苏北部、山东南部），西达河南（今河南），但以东方战事最为激烈。双方在局部战事互有胜负，不久北魏又征发北方六州约十万人投入战场，北魏军势益发壮大。

另一方面，由萧宏所率领的南梁主力部队，却因主帅本身怯懦怕事，内部对进兵与否展开了激烈争执，随后萧宏因一场突如其来的暴风雨吓得临阵脱逃，此举令梁军士气冰消瓦解，溃逃死伤近五万人，这也让正开拔洛阳的韦睿军不得不撤退。

南梁军因主帅逃跑而自乱阵脚，北魏军看准时机，大军一路往南，绵延四十余城，在攻陷马头（今安徽蚌埠马城）后，大军来到由昌义之所驻守的钟离城，并与杨大眼军会合，兵力达数十万之众。反观钟离城内仅有守军三千人，双方实力悬殊。

钟离城因北临淮水，不利进攻，北魏便在位于淮水中的邵阳洲两岸搭起了连接淮水南北两岸的跨河长桥。元英驻军南岸，负责攻城；杨大眼据北岸，负责粮运补给，萧宝寅则确保桥梁本身的畅通与安全。北魏军以车子载运大量泥土，欲填平围绕钟离城四周的沟堑，并利用冲车撞击城壁，再以车轮战法连续猛攻，但却遭到城内守军顽强的反击，而昌义之亦及时以泥土敷填损坏的城壁，导致魏军死伤上万仍无法占上风，战况遂渐趋于胶着。

另一方面，驻扎于合肥的韦睿军在接获消息后，立刻火速发兵，通过钟离城西南方的阴陵大泽，与驻扎于道人洲的曹景宗会合，乘夜以迅雷不及掩耳的速度抵达邵阳洲另一端。全军在南梁太守冯道根的规划下，仅花一夜时间，便奇迹似地在该地筑起一座营垒，与魏营相距仅百余步（不足200米），让元英大感惊异，而梁军这种鬼斧神工的技术，亦深深撼动了魏军的士气。

同时，曹景宗派人潜渡淮水，通知钟离守军援兵已到，众人接获此报，尽皆士气大振。虽然杨大眼与元英先后针对邵阳洲上的梁军主营发动攻势，但皆被韦睿的巧妙战术所击退，杨大眼还因此负伤。

战争期间，梁军每派牧人至淮水北岸割运粮草，皆被驻于北岸的杨大眼军派兵掳掠。曹景宗便派出千余人在北岸修筑城垒，与魏军相峙。指派部将赵草据守此城，因称之为赵草城。赵草城除了确保梁军粮草无虞外，也等于间接切断了魏军的补给通道。

梁武帝接获战报后，指示韦、曹二人乘坐战舰对两座桥梁发动火攻之计。天监六年（507年）三月，淮水暴涨达七尺，韦睿以冯道根、裴邃、李文钊等乘机以水军对魏军发动攻势，并亲自用载满油料和草料的小船焚毁了两座桥梁，魏军顿时溃败，元英与杨大眼各自奔逃，魏军投水而死被杀的士兵各达十余万人，昌义之见状亦率兵冲出钟离城，追击败退的魏军，生擒五万人。魏军阵亡将士遍布淮水百余里，而元英仅以身免，逃至梁城。

钟离之战，南梁大获全胜，北魏军被淹死和被斩杀的各有十余万，几乎全军覆没。元英、杨大眼及萧宝寅三人皆得以幸免。三人回国后，有官员建议将三人处以极刑，但宣武帝免除三人死罪，只剥夺元英及萧宝寅的爵位，贬为平民，杨大眼则流放至营州充军。但不久后宣武帝为对付国内叛乱及对南朝用兵，先后恢复了三人的官爵。

此战，魏军主帅元英错误估计战场形势，一意孤行，终致失败。梁军守将刚勇，各部密切配合，采用多种有效战法，且适时反攻，取得了自宋元嘉初年以来南朝对北朝作战的一次大捷，稳定了淮南形势。