有关喀罗尼亚战役的记录相当缺乏，西西里的狄奥多罗斯提供一个较可靠的简略记载，他说“当两军接触，战斗激烈展开且僵持好一段时间，双方人马都有许多伤亡，两方也认为自己将会获得这场胜利。”

接着，狄奥多罗斯提到年轻的亚历山大，“他的内心就像是要显现出他的英勇给他父亲看一般”，在他的伙友帮助下，率领部队撕破希腊右翼的阵列，迫使他们逃遁。同时，腓力也亲自率军击败希腊军左翼，也让敌人败逃。

如果波利艾努斯（Polyaenus）关于这场战役的记载是可信的，那就可以补充狄奥多罗斯的简略版本了。波利艾努斯在他的著作《战争中的诡计》收录了许多战役的资料，其中一些内容经过比对其他史料后，确认是可信的，但有还有一些内容可说是错的。

然而在没有其他证据下，也无法确认波利艾努斯所说的喀罗尼亚战役细节是否正确。波利艾努斯认为腓力二世当时与希腊军左翼接战后，便把部队往后撤，希腊联军左翼的雅典军紧接着追击，当腓力二世把部队撤到一处高地后开始反击雅典军，最后把他们击败。

在另外一段中，波利艾努斯说腓力二世有意把战斗时间拖长，因为雅典军士兵的体能和经验都不足，反观腓力二世的士兵身经百战，此战直到雅典士兵精疲力尽后腓力才发动猛攻。而比波利艾努斯早些时代的弗朗提努斯（Sextus Julius Frontinus），在他的《谋略》（strategems）中也描述腓力利用雅典军体力耗尽一事。

波利艾努斯的记载让现代一些历史学家试图还原当时的战役情境，当马其顿军右翼与希腊左翼交战一段时间后，腓力把他的部队做一个大规模调度，他以中央为枢纽，把右翼往后撤退，诱使敌方左翼雅典军追击。

同时命左翼前去与敌军右翼迎战，抵挡住敌军前进，这结果让希腊联军中央部分产生松动，这是因为希腊左翼前去追击马其顿右翼，使阵列拉长，阵行也变得较混乱，加上自军右翼被阻挡而无法跟上，这个缺口使雅典军的右侧翼曝露出来。腓力立即命自军右翼回头反击，让经验不足的雅典军遭到击败，并迫使他们溃退。

而联军右翼的底比斯军则遭到统领马其顿左翼的亚历山大突击下，也跟着被击败，结束这场战役。然而还有一些战史家认为，是腓力一开始就故意使用斜行阵列，当腓力撤退雅典追击时，是底比斯军因为不清楚腓力意图，才按兵不动，因此产生这个缺口，并让亚历山大利用这个缺口，在夹击下击破雅典军。

另外，普鲁塔克说亚历山大是第一个击破精锐底比斯圣队的将领，这支部队部署于联军方阵最右边的位置，在希腊传统上这位置都是给最精锐的部队。

但普鲁塔克也提到底比斯圣队与马其顿方阵用长枪对决，这代表亚历山大当时不可能用骑兵正面朝底比斯圣队冲锋，很可能当时亚历山大率领左翼骑兵，这支骑兵很可能是色萨利骑兵，他率领骑兵绕过或是利用雅典军和底比斯军中间的缺口，绕到底比斯圣队后方发起冲锋来消灭他们。

不然，就是如学者Gaebel和其他学者所建议的，亚历山大在这场战役中率领一部份的步兵方阵作战。

根据狄奥多罗斯记载，有超过1,000名雅典人战死，2,000名被俘，底比斯的损伤大至上与雅典军相差不多。而普鲁塔克还说底比斯圣队全员300名战士都在这场战役阵亡，他们在这场战役前未吃过一场败战。

在罗马时代之时，在战场附近有一尊狮子雕像，这座雕像被认为是腓力纪念底比斯圣队视死如归的勇气而设立的。到了现代，在纪念碑遗址下挖掘出254具士兵的遗骸，证明这里的确是为底比斯圣队的坟墓。