9 czerwca burgundzka piechota i artyleria rozpoczęły oblężenie. 17 czerwca udało się dokonać wyłomu w murach. Po krwawej ośmiogodzinnej walce obrońcy odparli jednak wszystkie ataki. Następnego dnia do księcia dotarła wiadomość o armii związkowej idącej miastu z odsieczą.
Mając w pamięci niedawną porażkę pod Grandson, Karol przygotował się na przyjęcie wroga. Nakazał wstrzymać szturm miasta i osłonić oblężenie fortyfikacjami. Przed burgundzkimi liniami wykopano rowy najeżone drewnianymi palami. Lewa flanka i centrum pod wodzą hrabiego Romonta stanęły w pobliżu Murten, u stóp zalesionych wzgórz. Nieco dalej, na południowy wschód od miasta, na porośniętych krzewami wzgórzach zwanych Bois de Domingue ustawiło się prawe skrzydło książęcej armii. Tuż za nim znajdował się główny obóz.
Stojąc na umocnionych pozycjach, oddziały Karola przez dwa dni oczekiwały wroga. Nocne alarmy i deszczowa pogoda nadwerężyły morale armii. Zirytowany książę osobiście przeprowadził zwiad, aby ustalić miejsce pobytu Szwajcarów. Natrafił tylko na jedną ze szwajcarskich kolumn, tradycyjnie idący z przodu Vorhut. Znowu pomylił się w rachubach, sądząc, że siły odsieczy są nieliczne i łatwo będzie je zniszczyć. Dlatego rozkazał większości swej armii powrót do obozu na noc. Na okopanych liniach Bois de Dominigue pozostało tylko ok. 2 tys. pieszych (w tym angielscy łucznicy i część lekkiej artylerii). Flankę piechoty miał osłaniać liczący ok. 1,2 tys. zbrojnych oddział jazdy.
Tymczasem 21 czerwca pod osłoną nocy wszystkie szwajcarskie oddziały podeszły w pobliże Murten. W helweckim obozie zwołano radę wojenną. Głos zabrał Ulrich Kätzy, kapitan zbrojnych hufców z kantonu Schwyz: „Jeśli najpierw zaatakujemy hrabiego Romonta i pobijemy, damy księciu czas i okazję do bezpiecznego odwrotu. Lepiej okrążmy jego główne pozycje na wzgórzach, a kiedy to uczynimy, bez trudu osiągniemy to, po co tu przyszliśmy”. Idąc za jego radą, szwajcarscy dowódcy ustalili, że licząca ok. 5 tys. ludzi straż przednia (Vorhut) dowodzona przez Hansa von Hallwyla zaatakuje umocnione pozycje Burgundczyków na wzgórzach, a kontyngenty z Neuchatel i Landeron zwiążą lewe skrzydło wroga. W tym czasie główna kolumna (Gewalthaufen), mająca ok. 12 tys. ludzi, wykona głęboki manewr na tyły, obchodząc ufortyfikowane pozycje na Bois de Dominigue. Osłonę miała zapewnić lotaryńska kawaleria (ok. 1,8 tys. zbrojnych), a w odwodzie stała trzecia kolumna (Nachhut) w sile ok. 7 tys. ludzi. Cel był jasny – zamknąć armię Karola w pułapce, zepchnąć do jeziora i zniszczyć raz na zawsze.
22 czerwca wczesnym rankiem zgodnie z planem rozpoczęły bitwę oddziały von Hallwyla. Berneńscy kusznicy i fryburscy pusz- karze obsługujący hakownice wdali się w pojedynki ogniowe z Anglikami i burgundzkimi strzelcami. Niecierpliwi Lotaryńczycy pod dowództwem Renata II natarli na stojący w osłonie oddział książęcej kawalerii. Kiedy do von Hallwyla napłynęły informacje o słabej obsadzie linii Bois de Dominigue, nakazał głównej kolumnie zdecydowany atak. Pod osłoną strzelców zwarte szeregi pikinierów wdarły się z impetem na umocnienia. Rozgorzała zażarta walka wręcz. W ruch poszły halabardy i miecze. Mający przewagę liczebną Szwajcarzy wkrótce złamali opór obrońców.
