Nguyễn Huệ chỉ huy quân bố trí chặn đánh quân xâm lược Xiêm, Nguyễn Huệ chọn khúc sông Rạch Gầm – Xoài Mút làm nơi quyết chiến với kẻ thù, khúc sông này dài khoảng 7 km, rộng khoảng 1 km, hai bên bờ là cây cối um tùm, ở giữa có cù lao Thới Sơn rất phù hợi cho đặt mai phục.

Khi quân Xiêm tiến đến gần cửa sông, Nguyễn Huệ cho quân ra đánh, giả vờ thua trận, nhử địch vào trận địa mai phục, địch ỷ quân đông, chủ quan, nên đuổi theo, khi địch lọt vào trận địa mai phục của ta thì quân ta từ 2 bên bờ và cù lao Thới Sơn lao vào đội hình của địch, các thuyền của địch hầu hết đều bị tan vỡ, khoảng 4 vạn quân chết tại trận, số còn lại bỏ vượt qua Chân Lạp chạy về nước. từ đó quân Xiêm chỉ cần nghe thấy tiếng là “sợ quân Tây Sơn như sợ cọp”.