Ma lungi dallo scoraggiarsi per tale disfatta, i Pisani raddoppiarono i loro apparecchi per farne vendetta. Nominarono loro podestà Alberto Morosini di Venezia, che godeva nella sua patria riputazione di eccellente capitano di mare; gli aggiunsero come capitani della loro flotta il conte Ugolino della Gherardesca ed Andreotto Saracini. Il tesoro erasi quasi esaurito ne' precedenti armamenti; ma tutti i gentiluomini pisani s'incoraggiarono a fare colle private loro fortune un generoso sforzo per ricuperare l'onore della patria. I Lanfranchi, ch'erano in allora la più numerosa famiglia di Pisa, armarono undici galere, i Gualandi, i Lei ed i Gaetani ne armarono sei, tre i Sismondi, quattro gli Orlandi, gli Upezzinghi cinque, i Visconti tre, i Moschi due, ed altre famiglie si unirono per armarne una. Questo generoso patriottismo creò una flotta di cento tre galere, che spiegò le vele nel mese di luglio, e venne a schierarsi in faccia al porto di Genova. Là i Pisani provocarono i Genovesi ad uscire per combatterli, e lanciarono contro il porto molte freccie d'argento. Era questa una braveria in uso tra que' due popoli, che, per quanto sembra, solevano in tal modo fare pomposa mostra della loro ricchezza e prodigalità. I Genovesi sfidati risposero che i loro vascelli non erano ancora apparecchiati, ma che raddoppiarebbero d'attività per rendere ben tosto ai Pisani la loro visita.
Di fatti non erano da molti giorni rientrati nell'Arno i Pisani, che i Genovesi avendo armate cento sette galere, si presentarono ne' mari di Pisa, e mandarono a sfidare i loro nemici. I Pisani rimontarono su le loro galere con una sollecitudine, con un tale giubilo, che ben sembrarono felice presagio di vittoria. La maggior parte delle navi trovavansi ancorate tra i due ponti della città. Venne l'arcivescovo sul ponte vecchio con tutto il clero, e spiegando al vento lo stendardo del comune, benedì la flotta. Si moltiplicarono le grida di gioja, si levò l'ancora, ed i vascelli scesero fino alla foce dell'Arno.
All'indomani 6 agosto 1284 le flotte si scontrarono presso all'isola della Meloria, e la battaglia incominciò poco dopo il mezzogiorno. I Genovesi che avevano ricevuto un nuovo rinforzo, nascosero Benedetto Zaccaria, che l'aveva condotto, con trenta galere dietro la piccola isola della Meloria; per la quale manovra sembrando le due flotte d'uguale forza, i Pisani non si rifiutarono di porre in arbitrio d'una battaglia la salvezza della loro repubblica, ed il dominio del mare inferiore.
Le due flotte s'avanzarono divise in più corpi. Tra i Pisani il podestà Morosini comandava la prima squadra, Andreotto Saracino la seconda, ed il conte Ugolino la terza: le tre squadre della flotta genovese erano comandate dall'ammiraglio Oberto Doria, Corrado Spinola e Benedetto Zaccaria. Terribile fu l'urto delle due prime che vennero alle mani nello stesso istante, e la battaglia si continuò lungo tempo, senza che si scorgesse una parte più avvantaggiata dell'altra; ma la vista di quel fatto, dice uno storico genovese, ispirava ad un tempo orrore e compassione[15]. Infinito era il numero di coloro che perivano in cento diverse maniere; gli uni cadevano mutilati sul ponte, altri erano precipitati semivivi nell'onde; allora nuotavano intorno alle navi, ed imploravano l'ajuto e la pietà de' loro compatriotti e de' loro nemici; prendevano tutto quanto veniva loro alle mani, s'aggrappavano ai remi, e, perciò che in tal guisa sospendevano la manovra, per continuare la battaglia venivano respinti cogli stessi remi, e ricacciati nell'acque. Intorno ai vascelli il mare era vermiglio pel sangue che usciva dai bocca-porti; ogni onda era coperta di cadaveri, di scudi, di lance, di freccie, di caschetti. Frattanto i capitani gridavano per incoraggiare i loro soldati, non cessando di ripeter loro che questa volta trattavasi della salvezza della patria; che spesso avevano combattuto coi medesimi nemici cogli eterni nemici della loro città; ma che prima d'ora i due popoli non eransi ancora trovati tutt'intieri in faccia l'uno dell'altro, che non avevano giammai, per ottenere la vittoria in una sola battaglia, sagrificate tutte le risorse delle battaglie future: ed i soldati, rispondendo con furibonde grida a tali conforti, raddoppiavano i loro sforzi.
Le galere battevansi all'arrembaggio, e quella montata dal Morosini era alle mani col vascello ammiraglio d'Oberto Doria. In quest'istante i trenta vascelli di Benedetto Zaccaria uscirono dall'opposta riva della Meloria e s'unirono alle altre navi genovesi. La galera di Zaccaria si pose dall'altro lato del vascello ammiraglio pisano, il quale, attaccato da due bande, fu finalmente preso dopo una lunghissima resistenza, mentre un altro vascello che portava lo stendardo del comune di Pisa, attaccato da due galere, cadeva pure in potere dei nemici. Questa doppia perdita sparse il terrore nella flotta pisana, ed il conte Ugolino, come assicurano gli scrittori pisani, colse quell'istante per dare il segno della fuga, non per viltà, ma per indebolire la sua patria, onde più facilmente ridurla in servitù.
La disfatta, dopo così accanita battaglia, fu compiuta; i Genovesi presero ventotto galere, e sette ne colarono a fondo, valutandosi la perdita dei Pisani a cinque mila morti, ed undici mila prigionieri. Siccome questi ultimi furono condotti a Genova e vi rimasero lungo tempo in prigione, dicevasi comunemente in Toscana che oramai per veder Pisa bisognava andare a Genova[16].
La prima notizia che giunse a Pisa della battaglia, vi sparse la desolazione e lo spavento; le donne, dimenticando nell'estremo dolore la consueta loro modestia e la loro cura di nascondersi agli occhi del pubblico, ingombravano le strade che conducono al mare. Confuse cogli uomini stringevansi intorno a coloro che tornavano dalla battaglia, non lasciandoli andare avanti se prima non avevano soddisfatto alle loro domande. Ma di mano in mano che gli arrivati avevano parlato, si vedevano staccarsi dalla folla matrone desolate che, informate della morte de' loro sposi, figli o fratelli, si appartavano, percuotendosi il petto e stracciandosi i capelli. Tutte partecipavano di questa universale afflizione; perciocchè non eravi in Pisa una sola famiglia che non avesse parte a tanto infortunio, e non avesse a versar lagrime almeno sopra uno de' suoi membri, avendone molte perduti due, tre ed anche più. Fu d'uopo che i magistrati essi medesimi s'interponessero per far rientrare, quasi a forza, nelle proprie case tanti infelici che il dolore rendeva forsennati; e quando, dopo alcuni giorni, le donne uscirono nuovamente di casa, per pregare ne' templi, non ne fu vista una sola che non fosse vestita di corrotto. Pel corso di sei mesi non altro udivansi in Pisa che gemiti, gridi e funebri rimembranze.
Intanto i Genovesi, rientrati in porto, festeggiavano ne' templi la loro vittoria, e consultavano intorno alla sorte di tanti prigionieri. Alcuni senatori proponevano di cambiarli contro il forte di Castro in Sardegna, il quale risguardavasi come il baluardo de' possedimenti de' Pisani in quell'isola; ed altri preferivano una taglia in danaro. Ma la gelosia nazionale suggerì il più dannoso consiglio di tenerli in prigione perpetuamente, affinchè le loro mogli, non potendo rimaritarsi, venisse Pisa a mancare di nuova popolazione. Questo consiglio fu adottato, ed essendosi prolungata la guerra tredici anni, quando finalmente la pace rendette la libertà a quel misero avanzo di prigionieri, trovaronsi per le riportate ferite, per malattie, per l'età ridotti a così ristretto numero che, di undici mila, ne tornarono a Pisa appena mille.