１７日には下総国の千葉貞胤や下野国の小山秀朝らの軍勢が、新田軍の背後を脅かす手筈となっていた金沢貞将勢を武蔵国の鶴見近辺で破っており、鎌倉を目前に控えた新田軍は同日に軍評定を開き、軍勢を３手に分けることとしてそれぞれの指揮官を定めた。その陣立ては、化粧坂方面は総大将の新田義貞やその弟の脇屋義助に堀口・山名・岩松・大井田・桃井・里見・鳥山・額田の諸将が従い、極楽寺切通方面は大館宗氏・江田行義・岩松経政・里見氏義・武田五郎。洲崎・小袋（巨福呂）坂方面は堀口貞満・大島義政・岩松経家・岡部三郎である。
明けて１８日の午前６時より３軍の一斉攻撃が開始され、村岡・藤沢・片瀬・腰越・十間坂などで火の手が上がった。対する幕府軍は、化粧坂方面を金沢貞将が上総・下総・安房・下野国の軍勢を指揮して守り、極楽寺方面は大仏貞直に副えて甲斐・信濃・伊豆・駿河国の勢、洲崎・小袋坂方面を執権の赤橋守時が奥州・相模・武蔵国の軍勢でもって固め、さらには何処へも応援に出撃できる遊撃隊を鎌倉の内に待機させるといった万全の布陣で新田軍を迎え撃ったのである。
鎌倉は南方を海、残る三方を山に囲まれた天然の要害地であるうえに、崖面をさまざまに加工して防衛に特化させ、守るに易く攻めるに難い城塞都市であった。このため、新田軍による鎌倉への力攻めは峻烈を極めた。
この日の戦闘では洲崎・小袋坂戦線において、新田軍が赤橋守時を破った。守時の妹婿・足利尊氏は京都の六波羅探題戦線で討幕軍の中心人物であり、その子の千寿王丸も新田軍として参戦していたことから、守時は自身にも討幕軍への内通の疑惑が生じることを慮って、退却せずにその場で自刃したという。
極楽寺戦線においては、峻険な霊山の切通（峠を削って造成された道）の突破を困難と見た大館宗氏は稲村ヶ崎に迂回し、浜伝いに鎌倉への突入を図った。この浜の道には波打ち際まで逆茂木（木材や大きな木の枝で拵えたバリケード）が進入を阻んでおり、大館隊はこの逆茂木を突破して侵入には成功したものの、深入りしすぎて孤立し、霊山の山上に控える軍勢と前浜（由比ヶ浜）の海軍から狙い撃ちにされて敗れ、大将の大館宗氏が戦死した。
この大館宗氏の戦死を知った義貞は化粧坂戦線の指揮を脇屋義助に委ね、自らは本陣を極楽寺戦線に移って督戦にあたったが、城塞都市・鎌倉の守りは堅く、新田軍はどの口からも鎌倉に侵入することはできずにいたのである。
一進一退の攻防が続く中、突破口が開かれたのは２１日の夜になってのことだった。新田軍の三木俊連が峻険な霊山を峰伝いに進んで極楽寺口を守る幕府軍の背後に回り、急襲を仕掛けたのである。これと併せて正面からも猛攻に及んだため、幕府軍は支えきれずに敗走し、極楽寺口はついに陥落した。
またこの日の夜、義貞が黄金作り宝刀を海に投じて竜神に祈ったところ、夜明け頃には海が引いて広大な干潟が出現し、新田軍はここを通って鎌倉に突入したともされているが、これは伝説化された伝承であろう。干潮の時刻になれば干潟は出現するが、幕府軍がそれを見落とすことは考えにくく、潮の干満を把握していた義貞が味方の士気を鼓舞するために干潮の時刻に合わせて宝刀を投じる儀式を演出し、これに高揚した新田軍が力押しに防衛線を突破したか、先述の三木俊連の急襲によってこの方面の防備が手薄になっていたことから進撃が可能となったということであろうと思われる。
ともあれ、この２１日の夜半から２２日の未明にかけて極楽寺坂切通の防衛線は新田軍によって破られたのである。
堅固な防備を誇った鎌倉も、その一角が崩れて大軍の侵入を許してしまうと脆いものだった。堰を切ったようになだれ込んだ新田軍の一部は化粧坂口を守る幕府軍を内外から攻撃して金沢貞将の軍勢を敗走させ、同様に小袋坂口の幕府軍も壊滅した。極楽寺坂口を守っていた大仏貞直は浜手に転じて踏み止まって防戦に努めていたが、先途を憂えた郎党が自害を勧め、その死出の道案内にと次々と自害していったが、貞直は「千騎が一騎になるまでも戦って名を後世に残すことこそ勇士の本意」と罵倒し、残った手勢を一丸にまとめると脇屋義助隊めがけて最期の突撃を敢行し、壮烈な玉砕を遂げた。
ここに鎌倉の防衛線は完全に瓦解し、こうなってしまうと逆に幕府方は逃げ道を失うこととなり、大勢は決した。
得宗・北条高時は自宅を捨てて葛西ヶ谷の東勝寺に籠もり、そこへすでに破られた化粧坂戦線から金沢貞将が血路を切り開いて退いてきたが、身に７ヶ所の傷を負って戻ってきた姿を見た高時は感激し、その場で執権職を与える旨の御教書を与えた。無論これは今となっては画餅の恩賞でしかないが、貞将はこれを誉れとして拝受し、再び戦場に討ち出て斬り死にを遂げた。その身に纏っていた鎧には「我が百年の命を捨てて、公（高時）が一日の恩に報ず」と裏書した御教書が差されていたという。
また、遊撃隊の将として鎌倉内に在った長崎高重は、今生の思い出に存分に戦って冥途の土産にするからと高時に自刃をしばし思い止まるように申し出て東勝寺から出撃し、山内・葛西ヶ谷などで１０回以上も戦って鎧に２３本もの矢を受けながらも東勝寺に戻り、まずは自分が手本を見せると称して最初に自刃したという。
こののち、北条高時以下の金沢・名越・佐介ら北条一門と長崎・諏訪・南条ら得宗被官の２８３人ことごとく自害し、鎌倉北条氏は滅亡したのである。