Сражение сорвало планы Сасанидской Персии по окончательному порабощению Армении. У реки Тхмут на Аварайрском поле 26 мая 451 года столкнулись 66-тысячная армянская армия и 220-тысячное войско персов.
Армянская армия под командованием спарапета Вардана Мамиконяна достигла реки вечером 25 мая. Она разбила лагерь. В предстоящей битве нужно было истощить врага, а в будущем – начать партизанскую войну.
Рано утром 26 мая стороны выстроились в боевом порядке. Спарапет выступил с пламенной речью. Он произнес ставшие бессмертными слова: "Смерть неосознанная – смерть. Смерть осознанная – бессмертие".
В упорном бою погибают военачальники Вардан Мамиконян и Ваан Арцруни.
До конца XIX века в армянской историографии установилось отношение к Аварайрской битве как к фактической победе армянской армии. В советское время ряд историков стал настаивать на том, что исход сражения был неопределенным, а то и отрицательным, и армянская армия одержала в нём лишь "моральную победу". Последний вывод обосновывается тем, что в результате сражения поле боя в конечном итоге осталось за Сасанидами. При этом никто не оспаривает, что армянская армия сохранила боеспособность и моральный дух.
По мнению современных военных историков потери армянской стороны составили около 35 тысяч воинов, а потери персидской армии – около 120 тысяч. Эти потери заставили полководца 220-тысячной персидской армии Мушкана Нисалвурта сразу же после окончания битвы прекратить активные военные действия, а армянской армии, которая лишилась почти всего руководящего состава, покинуть поле боя, отойти в горы и продолжить борьбу методами партизанской войны.