Permulaan
Dalam ekspedisi itu Romanus ditemani Andronicus Ducas, kaisar bersama sekaligus pesaingnya. Balatentara ini diperkuat dengan 5.000 pasukan profesional Byzantium dari propinsi barat dan timur, 500 pasukan bayaran Frank dan Norman pimpinan Roussel de Bailleul, sejumlah pasukan bayaran Turki (suku Uz dan Pecheneg), dan pasukan bayaran Bulgar, sejumlah infanteri kontingen Duke Antioch, sejumlah pasukan Georgia dan Armenia, serta sedikit pasukan kawal khusus Varangian; semuanya berjumlah sekitar 40.000 hingga 70.000 personil. Alasan mengapa Byzantium mengurangi jumlah pasukan profesional di setiap propinsinya sebelum masa Kaisar Romanus; yaitu kekhawatiran akan pemberontakan dan pengkhianatan yang bersumber dari pengaruh politik. Dana dialihkan kepada pengadaan pasukan bayaran yang diperkirakan lebih kebal terhadap manuver politik serta mudah untuk dibubarkan setelah selesai ekspedisi militer untuk penghematan pada masa damai.
Pergerakan melintasi Asia Kecil merupakan perjalanan yang panjang dan berat sehingga keputusan Romanus untuk membawa rombongan kereta pribadinya yang mewah tidak membuat prajuritnya simpati. Selain itu, penduduk lokal pada jalur perjalanannya juga menderita kerugian akibat penjarahan oleh pasukan bayaran Franks yang terpaksa dibiarkan oleh Romanus. Balatentara itu beristirahat di Sebasteia di tepi Sungai Halus dan baru sampai Theodosiopolis pada bulan Juni 1071. Di sana, sebagian jenderalnya mengusulkan untuk sekalian masuk ke wilayah Seljuk sebelum Alp Arslan dapat menyadari, tetapi Nicephorus Bryennius mengusulkan untuk bertahan dan memperkuat posisinya. Akhirnya keputusan diambil untuk terus maju.
Pertimbangan Romanus untuk tetap maju adalah memperkirakan bahwa Alp Arsaln berada di tempat yang jauh atau tidak akan datang. Romanus maju hingga ke Danau Van dengan harapan merebut Manzikert secara cepat, bahkan mungkin sekaligus benteng Khilat. Tanpa sepengetahuannya, Alp Arslan justru sudah sampai di sekitar area tersebut bersama sekutunya dan diperkuat oleh 30.000 kavaleri dari Aleppo dan Mosul. Lebih jauh lagi, pengintai Alp Arslan sudah mengetahui persis kekuatan serta posisi Romanos, sedangkan Romanus sendiri sama sekali belum menyadari akan pergerakan dan posisi lawannya.
Romanus memerintahkan jenderalnya Joseph Tarchaneiotes untuk bergegas menuju Khilat bersama sebagian pasukan reguler dan pengawal Varangian untuk memimpin elemen Pecheneg dan Frank. Sedangkan, ia sendiri bergerak bersama pasukan utamanya menuju Manzikert. Perpisahan kedua kontingen ini membuat keduanya kini hanya berkekuatan sekitar 20.000 personil. Tidak diketahui apa yang terjadi dengan kontingen yg ke Khilat - menurut sumber catatan sejarah kaum Muslimin mereka dihancurkan oleh Alp Arslan terlebih dahulu, tetapi catatan sejarah Byzantium tidak menjelaskannya sama sekali, sedangkan Attaliates menyatakan bahwa mereka kabur setelah berhadapam dengan Sultan Seljuk tersebut- sesuatu yang kecil kemungkinannya mengingat Tarchaneiotes adalah jenderal yang agresif. Apapun yg sebenarnya terjadi, yang pasti adalah kekuatan Romanus tinggal separuh dari awalnya sekitar 40.000 hingga 70.000 personel.
Pertempuran
Alp Arslan mengumpulkam pasukannya dan menyampaikan pidato dengan tampil dalam jubah putih, seperti dalam sebuah kain kafan pemakaman Islam, di pagi hari pertempuran, dan memberikan semangat serta menyatakan bahwa ia siap mati dalam pertempuran. Romanus diduga tidak menyadari akan hancurnya kontingen Tarchaneiotes sehingga terus bergerak menuju Manzikert yang dengan mudah ia kuasai pada 23 Agustus 1071M (24 Dzul Qa’dah 463H). Pihak Seljuk merespon dengan mengerahkan pasukan panahnya untuk menghujani posisi tersebut. Keesokan harinya, regu pengumpul logistik dibawah Bryennios bertemu dengan pasukan utama Seljuk dan Bryennios terpaksa kembali ke benteng Manzikert dan melaporkannya kepada Romanus. Romanus kemudian mengirimkan pasukan berkuda Armenia dibawah Basilakes untuk memastikan laporan ini karena ia menyangsikan kebenaran laporan tersebut.
Adalah sebuah kesalaham fatal mengirimkan pasukan berkuda saja untuk menghadapi pasukan inti Seljuk sehingga semuanya terbunuh dan Basilakes tertawan. Melihat kenyataan itu, Romanus bergegas menyusun barisannya dan menempatkan Bryennios pada lini sayap kiri namum kalah cepat dengan pasukan berkuda Seljuk dan ia terpaksa mundur kembali. Menjelang senja, pasukan Seljuk bermalam di daerah berhutan sehingga sulit bagi Romanus untuk melancarkan serangan balasan.
Pada 24 Agustus (25 Dzul Qa’dah), sebagian pasukan bayaran Romanus dari suku Turki berjumpa saudaranya sesuku dari barisan Seljuk yang membuat mereka berubah haluan. Ketika Alp Arslan mengirim utusan untuk berdamai ia tidak mendapatkan penerimaan di tendanya Romanus. Kaisar menginginkan kemenangan militer yang dinilai masih memungkinkan. Kaisar Romanus menyangka bahwa saat ini adalah kesempatan untuk mengalahkan Seljuk dan penundaannya akan sangat mahal, terutama memobilisasi pasukan lagi yang setara dengan sekarang, akan sangat menguras dana Byzantium. Upaya untuk memanggil pulang Tarchaneioyes tidak membuahkan hasil.
Pada 26 Agustus (27 Dzul Qa’dah) pasukan Byzantium bersiap dalam formasi tempur dan bergerak menuju posisi Seljuk dengan lini sayap kiri dipimpin Bryennios dan sapa kanan oleh Theodore Alyates. Alp Arslan pun menyiagakan pasukannya dalam bentuk bulan sabit. Salah satu kesalahan Romanus adalah memercayakan lini cadangannya pada Doukas mengingat keluarga Doukas penuh catatan negatif. Pasukan panah Seljuk menghujani barisan lawan sambil lini tengahnya mundur perlahan dan kedua lini sayapnya melebar untuk mengitari dan mengepung lawan.
Hujan panah berhasil diserap oleh lini tengah Byzantium, tetapi jebakan berupa tenda sultan yg dibiarkan tanpa penjagaan berhasil menarik perhatian Romanus sehingga kendalinya terhadap kedua lini sayap menjadi kendur. Padahal, kedua lini sayap Byzantiumlah yang mengalami kerugian tertinggi akibat hujan panah Seljuk. Berkali-kali pasukan Byzantium mengajak Seljuk untuk bertempur jarak dekat, tetapi tidak pernah diladeni dan tidak terpancing untuk itu. Menjelang sore, Romanus mengeluarkan perintah mundur tetapi lini cadangan yang seharusnya melindungi manuvuer mundur itu tidak melakukan tugasnya; Doukas sengaja meninggalkan rivalnya Romanus di palagan dalam ancaman yang besar. Peluang yang ditunggu-tunggu Alp Arslan dari pagi akhirnya tiba dan ia melepaskan seluruh pasukan yang selama ini bermanuver mundur untuk maju sekuat-kuatnya ke arah lini tengah yang tidak lagi memiliki perlindungan.
Lini sayap kanan Byzantium langsung hancur akibat serangan terarah Seljuk itu; mereka menduga telah dikhianati entah oleh kesatuan Armenia atau elemen suku Turki yang masih dalam barisan Byzantium. Pada kenyataannya hampir seluruh kesatuan Armenia melarikan diri sedangkan elemen suku Turki yang setia pada Bzyantium ternyata setia sampai akhir. Sementara, lini sayap kirim dibawah Bryennios bertahan lebih lama tetapi mereka juga hancur, sehingga lini tengah Byzantium menjadi semakin terkepung. Kesatuan kawal Varangian juga setia melindungi Romanus walau mereka seperti pulau kecil dikelilingi samudera. Menjelang subuh keesokan harinya seluruh prajurit profesional tagmata Byzantium sudah gugur, sedikit sisa pasukan wajib militer dibawah Andronicus yang sudah tercabik berhasil lolos, dan Kaisar Romanus tertawan.
Ketika Kaisar Romanus IV digiring ke tenda Alp Arslan ia tidak menyangka bahwa sosok yg penuh luka dan berdebu itu adalah kaisar Romawi Timur. Alp Arslan memperlakukan Romanus dengan sangat baik dan kembali menawarkan klausul perdamaian yang sama dengan yang ia tawarkan sebelum pertempuran. Romanus ditawan selama satu pekan di mana ia diperbolehkan menyantap hidangan di meja sultan sambil merundingkan klausul perdamaian. Kota benteng Antioch, Edessa, Hieropolis, dan Manzikert diserahkan kepada Seljuk. Hampir seluruh wilayah tengah Anatolia tak disentuh padahal sudah tidak ada lagi kekuatan Byzantium yang mampu mempertahankannya. Permintaan Alp Arslan sejumlah 10 juta keping uang emas untuk pembebasannya dirasakan terlalu mahal sehingga diturunkan menjadi 1.5 juta saja dengan diikuti pembayaran 360.000 per tahun.
Persiapan untuk pernikahan antara anak laki-laki Alp Arslan dan anak perempuan Romanus juga dirancang. Sultan juga memberikan hadiah yang banyak, memberikan 2 amir sebagai pendamping, serta 100 pasukan berkuda Mamluk sebagai pengawalannya menuju Constantinople.
Tidak lama setelah ia kembali ke singgasananya, Romanus mendapatkan kekaisarannya dalam ancaman bahaya internal. Ia telah merekrut ulang pasukan kekaisaran yang setia kepadanya tetapi 3 kali dikalahkan oleh Doukas yang mengkhianatinya di Manzikert. Ketika ia tertangkap oleh Doukas maka perlakuan yanv dideritanya adalah penyiksaan serta pembutaan kedua matanya secara kejam. Tidam lama kemudian ia wafat akibat infeksi dari penyiksaan pembutaan yang dialaminya.
