Le 17 juin 1876, l’expédition du général George Crook quitte son camp de Goose Creek avec environ 1 300 hommes, dont près de 1 000 soldats (éléments des 2e et 3e cavaleries, ainsi que du 4e et du 9e US Infantry), 260 éclaireurs crows et shoshones, et environ 80 civils, principalement des prospecteurs. Face à eux, Crazy Horse dirige une force estimée entre 800 et 1 000 guerriers. Contrairement aux attentes de l’armée, les Amérindiens choisissent de ne pas se dérober mais d’engager le combat.
La colonne se met en marche à 06h00 vers le nord le long de la branche sud de la Rosebud Creek. L’infanterie est montée sur des mulets pour suivre le rythme de la cavalerie.
Vers 08h, Crook ordonne une halte pour reposer les hommes et les chevaux dans une zone formant un amphithéâtre naturel entouré de crêtes. Les soldats dessellent les chevaux et préparent le café, tandis que Crook commence une partie de cartes avec ses officiers.
Crazy Horse a fait chevaucher ses guerriers toute la nuit depuis leur village de la Little Bighorn pour surprendre Crook.
Vers 8h30, les éclaireurs Crows et Shoshones partis en avant-garde sont attaqués par l’avant-garde de Crazy Horse à environ 3 km au nord. L’éclaireur Humpy revient au galop en criant : « Lakota ! Lakota ! ».
Les troupes de Crook sont surprises et désorganisées. Le capitaine George Randall organise immédiatement les Crows et les Shoshones pour charger les lignes lakotas. Ces éclaireurs combattent seuls pendant 20 minutes héroïques, ralentissant l’ennemi et permettant aux soldats de seller leurs chevaux et de se mettre en position.
Réalisant qu’il est attaqué depuis les hauteurs, Crook ordonne de prendre les crêtes environnantes.
Au Sud, le capitaine Van Vliet (compagnies C et G, 3e cavalerie) sécurise les crêtes méridionales pour protéger les arrières.
Au Nord (Centre), le major Chambers déploie l’infanterie et le capitaine Noyes le 2e de cavalerie (démonté) pour tenir les crêtes basses.
À l’Est, le capitaine Anson Mills mène une charge montée avec trois compagnies (A, E, M du 3e cavalerie) pour chasser les Indiens de ce qui sera appelé la crête de Crook.
À l’Ouest, leflanc le plus exposé, le lieutenant-colonel William Royall, second de Crook, s’avance loin sur le flanc gauche avec cinq compagnies du 3e cavalerie pour poursuivre des groupes de guerriers vers Kollmar Creek.
En s’avançant trop vers l’ouest, Royall se retrouve vers 10h, séparé du corps principal par un ravin d’un kilomètre et demi. Les Lakotas et Cheyennes exploitent cette faille et concentrent leurs attaques sur lui pendant plus d’une heure. C’est durant ces combats acharnés sur la crête de Royall que le guerrier cheyenne Comes-in-Sight est sauvé sous le feu par sa sœur, Buffalo Calf Road Woman. Les Cheyennes nommeront cette bataille « Là où la sœur a sauvé son frère ».
Persuadé que les Indiens combattent avec une telle ténacité pour protéger un village proche, Crook prend la décision risquée d’envoyer Mills et Noyes avec huit compagnies descendre le canyon de la Rosebud vers le nord pour capturer ce supposé campement. Cela divise ses forces par deux en plein combat.
Après le départ de Mills (vers 11h30), la pression sur Royall devient insupportable. Le capitaine Guy V. Henry est grièvement blessé d’une balle au visage ; ses hommes perdent courage un instant, mais les éclaireurs Shoshones chargent pour empêcher les Indiens d’achever Henry.
Crook envoie l’infanterie et les mineurs pour couvrir le repli de Royall. Les compagnies de Royall subissent la majorité des pertes totales de l’armée lors de cette traversée de terrain découvert sous un feu nourri.
Réalisant que Royall est en péril et qu’aucun village n’est en vue, Crook envoie un messager rappeler Mills en urgence. Mills opère un demi-tour dans le canyon et débouche par le flanc, ce qui permet de rétablir la situation.
Vers 14h00, épuisés après six heures de combat et manquant de munitions, les guerriers amérindiens rompent le contact et se retirent vers le nord-ouest.
Crook rapporte officiellement 10 morts et 21 blessés, bien que d’autres rapports suggèrent jusqu’à 28 morts chez les soldats et éclaireurs. Les Amérindiens auraient perdu environ 36 guerriers et compté 63 blessés.
Crook bivouaque sur place mais, à court de munitions et encombré par ses blessés, il décide de faire retraite dès le lendemain vers son camp de base de Goose Creek.
Bien que Crook ait techniquement conservé le champ de bataille, la bataille est une défaite opérationnelle majeure pour l’armée. Crazy Horse a réussi à arrêter l’invasion du sud. En se retirant pour « panser ses plaies » pendant sept semaines, Crook abandonne la campagne d’été et laisse le champ libre aux Amérindiens pour se concentrer contre les autres colonnes de Terry et de Gibbon.