El 16 de agosto de 1869, el General Bernardino Caballero y sus tropas llegaron hasta los campos de Barrero Grande, donde fueron alcanzados por los aliados en número de 20.000 hombres.
Caballero disponía de entre 3.500 y 6.000 efectivos, de diversas edades, desde 12 años de edad (la mayoría rondaba los 14 y 15 años), hasta los ancianos y hombres en edad militar, de entre 16 y 50 años, varios sanos y enteros. Contaba, además, con entre 6 y 8 cañones ligeros y al menos una cohetera.

La heterogénea fuerza paraguaya demostró una capacidad de formación y movilización ordenada. El combate se inició a las 7 de la mañana y los paraguayos fueron retrocediendo en el campo cruzando y defendiéndose a lo largo de tres arroyos (Ytu, Yuquyry y Piribebuy), intentando alcanzar el bosque circundante a la serranía de Itakyty, desde donde Caballero dirigió parte de la batalla.

Los cañones paraguayos, escasos y poco potentes, no podían efectuar disparos contrabatería hacia las 40 bocas de fuegos aliadas. Con el correr de las horas, las tropas paraguayas, limitadas en su poder y fuerzas, ante las inagotables reservas enemigas, que renovaban el asalto con tropa nueva y descansada, fue cayendo inexorablemente.

Los últimos defensores paraguayos, la mayoría niños, cayeron cerca del arroyo Piribebuy. Su sacrificio logró que entre 1.000 a 1.500 persones salven sus vidas internándose en el bosque que les permitió alcanzar Caraguatay.

A las cinco y media de la tarde el combate había terminado, a partir de ahí solo se puede hablar de abusos sobre los vencidos, práctica que se extendió por tres días. Entre las versiones más extendidas se habla sobre la incineración del campo de batalla por orden del Conde D’Eu. Entre los prisioneros paraguayos se destacan las figuras de Florentín Oviedo y José Dolores Molas, quienes solo fueron capturados por estar desvanecidos. También estuvo en esta batalla Emilio Aceval, de 16 años, que en 1898 se convertiría en presidente de la República del Paraguay.