Pada 28 Julai 1522, tentera Uthmaniyyah telah mendarat di Rhodes dan dipimpin sendiri oleh Sultan Sulaiman. Pasukannya memiliki kekuatan 100,000 tentera yang terdiri daripada buruh, jurutera, infantri dan tentera elit janissari. Sebaliknya, pasukan pelindung Rhodes yang dipimpin oleh Philippe Villiers de L'Isle-Adam hanya memiliki kekuatan berjumlah 6703 orang. Hanya 703 orang daripadanya merupakan Knight of St. John manakala saki bakinya ialah orang Venezia dan penduduk asli Pulau Rhodes berbangsa Latin dan Yunani.

Knight of St. John telah bersiap sedia untuk menghadapi pengepungan sejak kedatangan armada tentera Uthmaniyyah. Semua gandum di pulau itu telah dipungut dan disimpan supaya orang Turki tidak dapat mampu mendapatkan bekalan daripada hasil tanah mereka. Rantai besi gergasi telah dipasang di muara pelabuhan untuk menyekat perhubungan luar ke dalam kota melalui jalan laut. Sultan mempersiapkan dirinya di khemah keramaian yang berada di luar jangkauan jarak tembakan musuh sekali gus memulakan pengepungan.

Pada awal bulan Ogos, artileri Turki mula membedil ke arah dinding benteng pertahanan kota. Pada masa itu, tentera Uthmaniyyah sedang berada di kemuncak kecanggihan teknologi dengan menggunakan meriam gergasi untuk meruntuhkan dinding benteng melalui tembakan meriam yang dahsyat. Peluru meriam api juga disasarkan ke dalam kota untuk menimbulkan suasana huru-hara dan kematian penghuninya. Walau bagaimanapun, dinding benteng masih lagi kukuh dan mampu bertahan. Sepanjang pengeboman, tentera Uthmaniyyah telah menggali parit dan mendirikan pagar berkayu di sekeliling benteng kota. Untuk menghancurkan benteng kota, jeneral Uthmaniyyah mengarahkan penggalinya menggali parit jalan di bawah benteng kota untuk meletakkan peledak letupan. Penggali ini merupakan orang Kristian yang direkrut dari Balkan dan menggalas tugas yang berbahaya. Mereka telah menggali satu terowong dan mara melaluinya menuju ke benteng sambil melindungi diri dengan papan kayu dan kulit binatang. Namun, ramai penggali tersebut telah terkorban kerana diserang perajurit pertahanan kota. Ramai juga yang terkorban akibat ledakan hasil perangkap yang dipasang oleh kesateria. Para kesateria telah mengikat satu lapisan membran binatang di antara dua tiang kayu dengan ketat serta ia telah dipasangkan loceng. Jadi, jika ada getaran telah dihasilkan di bawah tanah, loceng akan berdering. Perajurit pertahanan akan peka dan bertindak meletupkan terowong tersebut dengan segera. Kesannya, mereka telah berjaya meletupkan 50 terowong Uthmaniyyah. Mereka telah berusaha melakukan penentangan untuk memastikan kerosakan struktur benteng pertahanan kota dapat dikurangkan.

Pada 4 Disember, walaupun perajurit pertahanan telah berusaha sehingga ke tahap maksimum, dua peledak Uthmaniyyah telah meledak dinding benteng pertahanan Inggeris di kota itu. Sepanjang sebelas meter bahagian dinding telah diruntuhkan sekali gus membolehkan tentera Uthmaniyyah terus menggali terowong di bawahnya untuk membuka laluan menuju ke dalam kota. Setelah runtuhnya tembok, infantri Uthmaniyyah melancarkan serangan melalui tembok tersebut dan berjaya menangkis tentangan tentera pertahanan Rhodes. Seterusnya, mereka meraikan kejayaan dengan memasang panji-panji pada dinding benteng. Namun, tentera Uthmaniyyah ini berjaya diusir dengan pantas oleh kesateria Inggeris yang dipimpin oleh Grandmaster Villiers de L'Isle-Adam sendiri. Tentera Uthmaniyyah melakukan serangan balas dengan bertubi-tubi untuk mara ke dalam kota tetapi dihalang oleh kesateria Inggeris yang dibantu oleh pasukan Jerman. Kedua-dua belah pihak menanggung kerugian yang besar dalam pertempuran tersebut. Dikatakan bahawa penembak ulung sultan telah kehilangan kakinya akibat ledakan oleh meriam Rhodes manakala tiga orang komander kesateria telah terkorban.

Pada akhir bulan September, semangat tentera Uthmaniyyah mula merosot. Pada 19 September, pengintip Uthmaniyyah memaklumkan kepada sultan bahawa dinding pertahanan kota yang dikawal oleh Sepanyol dan Provence tidak sepenuhnya dikawal rapi seperti apa yang mereka fikirkan. Dengan membawa semangat baru, Sultan Sulaiman memerintahkan untuk memperbaharui serangan ke arah dinding benteng. Çoban Mustafa Pasha memimpin serangan pada kali ini. Ledakan demi ledakan yang menggegarkan dinding pertahanan telah memeranjatkan kesateria. Pada masa yang sama, tentera Uthmaniyyah pula berusaha untuk memanjat dan memasuki dinding pertahanan Sepanyol. Pertembungan jarak yang dekat tercetus antara janissari dan kesateria. Benteng Sepanyol telah bertukar tangan sebanyak dua kali. Akhirnya, tentera Uthmaniyyah diasak sehingga mereka mundur dari benteng tersebut. Ekoran kegagalan tersebut, Sultan Sulaiman mengarahkan untuk menghukum mati Mustafa Pasha. Namun, penasihat tertinggi meminta sultan untuk memberikan Mustafa Pasha peluang melakukan perkara lain. Mustafa Pasha dihantar ke Mesir dan beliau telah digantikan oleh seorang tentera berpengalaman, Ahmed Pasha.

Pada bulan Oktober, pertempuran terus berlanjutan berulang kali. Hampir seluruh benteng pertahanan Inggeris runtuh. Para kesateria dan orang Rhodes berusaha untuk bertahan bagi membiarkan janissari di teluk. Jumlah pasukan pertahanan yang jauh lebih sedikit tidak mampu mengelakkan kekalahan. Pada bulan Disember, baik semangat Uthmaniyyah mahupun Rhodes menjadi lemah. Uthmaniyyah menghadapi jumlah angka korban yang cukup besar serta wabak yang melanda telah menggandakan korban nyawa. Sementara itu, pasukan pertahanan Rhodes terus sedikit tanpa menerima sebarang bantuan luar. Mereka tahu bahawa mereka tidak mampu untuk bertahan lama. Pada 11 Disember, rundingan damai antara kedua-dua belah pihak bermula. Sultan Sulaiman menawarkan bantuan makanan dan jaminan perlindungan kepada penduduk Rhodes sekiranya mereka menerima tawaran menyerah kalah. Namun, sekiranya tawaran itu ditolak, beliau akan menguasai kota dengan cara kekerasan sehingga mengorbankan dan menghambakan penghuni kota. Rundingan tersebut gagal apabila orang Yunani dan Latin menolak tawaran sultan sekeras-kerasnya. Sultan Sulaiman memerintahkan pasukannya untuk melanjutkan pembedilan kota Rhodes sekali lagi.

Pada 17 Disember, tentera Uthmaniyyah kembali menyerang benteng Sepanyol dan membunuh pengawalnya. Benteng tersebut telah berjaya dikuasai oleh Uthmaniyyah. Saki baki perajurit kota yang sedikit bertindak mempertahankan kota setelah benteng pertahanan menjadi runtuh setelah dibom oleh Uthmaniyyah selama berbulan-bulan. Rundingan damai telah dilakukan pada 20 Disember dan syarat-syaratnya telah dipersetujui oleh kedua-dua pihak dengan penuh adil. Para kesateria yang tersisa telah dijamin keselamatannya dan diberi kapal oleh sultan untuk berlayar ke Crete. Penduduk Rhodes pula telah dijanjikan keselamatan daripada pembantaian, kemusnahan gereja dan bebas daripada cukai jizyah Uthmaniyyah selama lima tahun. Kesateria-kesateria meninggalkan Rhodes dengan penuh hormat sambil memakai alat-alat kebesaran serta pukulan gendang mengiringi pemergian mereka. Mereka seterusnya berlepas pergi dengan menaiki kapal yang disediakan setelah bertahan dengan bersungguh-sungguh.

Pada titik ini, sumber Uthmaniyyah mempunyai versi yang berbeza dengan sumber Eropah yang mendakwa bahawa terjadinya pembunuhan beramai-ramai diikuti oleh perubahan Gereja St. John menjadi masjid dengan segera. Sumber-sumber tersebut bercanggah tentang jumlah korban yang ditanggung oleh Uthmaniyyah yang bermula dari seribu hingga 20,000 orang.