在希腊西海岸，夏季的风上午总是从海上吹向大陆，到中午就转为西北风，风力相同。安东尼根据这个规律制定了作战计划。他把实力最强的舰队集中在右翼，利用转向的风力迂回到敌人的左翼抢占上风，利用上风和舰船的优势与屋大维的舰队进行决战。他认为屋大维的舰船较小，而且又是逆风作战，这样就可以迅速击败屋大维。一旦屋大维的舰队被击败，他的陆军就会因缺少运输船只和粮食而不战自乱。这样安排，安东尼认为万一失利也可顺风逃跑。为此，他命令各舰携带风帆（当时作战都是划桨进退，一般不带帆），甚至连战争费用也一同装在船上。
然而，这个美好的作战计划，由于一个逃兵的出现而全部落空了。正当安东尼高兴地打着如意算盘时，屋大维听到了这个逃兵的报告。之后，他决定将计就计。他把舰队在海面上分左中右三部成一线展开，各由阿格里帕、阿伦提和自己指挥。他们面对普雷佛扎海峡，等待着安东尼的舰队驶出港湾。
公元前31年9月2日正午，海上刮起了常见的和风，大战也随风而至。安东尼的右翼和阿格里帕的左翼同时向对方侧翼迂回。不一会开始交战，安东尼的士兵不断用机械或手投掷巨石、弩箭和带倒刺的铁标枪。阿格里帕率领左翼战船，充分发挥船体轻、机动性好的优点，避开安东尼舰队的远程矢石攻击，猛烈撞击敌舰，将其击沉。一次不成，立即退回，重新组织再次撞击。驾驶人员和摇桨人员冒着极大的风险和疲劳，奋力划桨，时而进攻时而后退，时而分散时而集中；双方舰船互相撞击，有的撞击船头、腹部，有的破坏尾舵、桨板。海面上，大船小船混杂在一起，喊声、号角声和船板破裂声交织在一起，战斗十分激烈。
最成功的还是屋大维舰队的“钳子”。士兵们随心所欲地选择较弱的敌手，然后用弩炮把“钳子”投射出去，铁钩死死拖住敌舰，敌人砍不断跳板，够不到绳索，船上的步兵则趁机踏着跳板跳到对方甲板上，用长矛、短剑杀死敌人，海战顿时变成了陆战。船上、海上血肉横飞，到处是漂泊的船板和断残的肢体，鲜血染红了海面。
就在安东尼指挥右翼仍在苦战之际，他的中央和左翼舰队感到胜利无望，竟然掉头向港内逃跑。埃及女王急忙指挥她的预备队阻挡，可是哪里知道她的预备队不但没有截住逃跑的战船，反而转舵回身，举起他们的船桨，直接向屋大维投降了。安东尼眼睁睁看着逃跑的战船一筹莫展，他最害怕的事终于发生了。安东尼知道败局已经无可挽回，除了撤退没有其他办法可想。于是，他挂起了事先约定好的信号旗，通知克里奥佩特拉，准备逃跑。
埃及舰队接到信号后，纷纷挂起船帆，不顾一切地穿过众战船，向广阔的海面逃去。仍在激战之中的安东尼的其他战船，看到信号后也放弃了战斗，扯起风帆，把投射器等重机械丢入海中，以减轻负载，迅速撤离。一些没有带风帆的战船，包括安东尼的旗舰在内，因为无法逃走，便重新组织力量，准备血战到底。这时，屋大维的士兵情绪更加高涨。他们没带风帆无法追击逃跑的敌舰，就死死缠住无法逃走的敌舰。他们把所有的力量都集中在对残余敌舰的攻击上：有的集中几艘战船，从四面八方同时撞击一艘敌舰；有的猛力撞击敌舰下层，折断它们的长桨；有的通过接舷跳板冲上敌舰与敌人展开肉搏。安东尼舰船上的士兵竭力用船钩推开敌舰，用斧头砍杀冲上来的敌人，用沉重的矢石击退靠近的敌船，砸死那些想爬上船来的敌军。由于安东尼舰队上的士兵拼命抵抗，屋大维的战船遭到很大损失。于是屋大维命令舰队撤离敌舰，改用火攻。
不一会，千万支火箭、扎着火把的标枪和发射器射出的涂有泊油的木炭块，从不同方向飞向安东尼的战船。霎时，安东尼的一些战船燃起熊熊大火，炽烈的火焰映红了海面。安东尼的旗舰也被敌舰的“钳子”死死钩住了，他急忙爬上另一艘战船，带着残存的四十艘战船逃走了。这时，夜幕已经降临，屋大维舰队因为没带风帆，而且也看不清整个战场，所以就没有追赶。
第二天，没能逃走的安东尼的一些战船全部投降。安东尼的陆军看到海军大败，也都投奔了屋大维。