Στις 13 Αυγούστου άρχισε η αναμενόμενη επίθεση των Τούρκων με προπαρασκευή πυροβολικού εναντίον του μετώπου των δύο ελληνικών μεραρχιών, κυρίως όμως εναντίον των αμυντικών οργανώσεων του δεξιού της 4ης και του αριστερού της 1ης. Στις 6 το πρωί άρχισε και η επίθεση του πεζικού.
Την επίθεση παρακολουθούσαν από το παρατηρητήριο της 1ης στρατιάς, ο αρχιστράτηγος Μουσταφά Κεμάλ, ο αρχηγός του επιτελείου Φεζβή πασάς και ο διοικητής του δυτικού μετώπου Ισμέτ πασάς. Το παρατηρητήριο αυτό ήταν εγκατεστημένο σε μια από τις κορυφές του Καλτεζίκ Δαγ, τον Κοτζά Τεπέ, και παρείχε ορατότητα με διόπτρες ως το Αφιόν Καρά Χισάρ και ως το Μπαλ Μαχμούτ. Η τουρκική ηγεσία είχε έρθει κοντά στον χώρο της μάχης, ώστε να είναι σε θέση να επεμβαίνει άμεσα στη διεύθυνση της.
Ο βομβαρδισμός των ελληνικών θέσεων από το τουρκικό πυροβολικό ήταν εξαιρετικά σφοδρός και αποτελεσματικός. Οι Τούρκοι είχαν σύντομα τις πρώτες επιτυχίες. Στο μέτωπο της πρώτης μεραρχίας κατέλαβαν στις 6:30 το δυτικό τμήμα του Καγιαντιμπί στο αριστερό της και προς το κέντρο της το λόφο Ασβεστά πρώτα και έπειτα ολόκληρη την τοποθεσία του Τιλκί Κιρί Μπελ. Στο μέτωπο της 4ης μεραρχίας κατέλαβαν το Μαύρο Βράχο και τα προχωρημένα χαρακώματα στο δεξιό της. Το 1ο τάγμα του 35ου συντάγματος, που υπεράσπισε τις θέσεις αυτές, αποδεκατίστηκε και τα υπολείμματα του υποχώρησαν στη δεύτερη γραμμή άμυνας.
Δυτικότερα, προς υποβοήθηση της κύριας επίθεσης, η 1η μεραρχία του 5ου τουρκικού Σώματος Ιππικού πέρασε ως εμπροσθοφυλακή του μέσα από τη στενωπό Τσάι Χισάρ και παρενόχλησε τα νώτα και τα πλευρά της 1ης ελληνικής μεραρχίας.
Από την άλλη πλευρά της «εξέχουσας» του Αφιόν Καρά Χισάρ, στον τομέα της 12ης μεραρχίας, που είχε μέτωπο προς τα ανατολικά, δεν εκδηλώθηκε επιθετική ενέργεια του εχθρού. Αντίθετα, βορειότερα στον τομέα Μπορντί, της 5ης μεραρχίας, οι Τούρκοι άρχισαν την αυγή σφοδρότατο βομβαρδισμό εναντίον της Δασωμένης Κορυφής, που αποτελούσε σημείο στήριξης της μεραρχίας, και ύστερα από λίγο χρόνο, με αιφνιδιαστική επίθεση ισχυρής δύναμης πεζικού, την κατέλαβαν. Τα ελληνικά στρατεύματα αποσύρθηκαν στην δεύτερη γραμμή αντίστασης.
Οι Τούρκοι άρχισαν από την αυγή και στο δεξιό της 5ης μεραρχίας ισχυρό βομβαρδισμό εναντίον του λόφου Αναστασιάδου, προχωρημένου σημείου στηρίγματος του υποτομέα του 33ου συντάγματος. Οι επιθέσεις αυτές των Τούρκων εναντίον της 5ης μεραρχίας ήταν δευτερεύουσες, είχαν σκοπό να καθηλώσουν εκεί τα ελληνικά τμήματα, αλλά και να παραπλανήσουν, έστω για λίγο χρόνο, την ελληνική ηγεσία ως προς την κύρια κατεύθυνση της τουρκικής επίθεσης.
Κατά το μεσημέρι, σύμφωνα με τις αναφορές των μεραρχιών, η κατάσταση παρουσιαζόταν ως εξής: στον τομέα της 1ης μεραρχίας, οι Τούρκοι είχαν καταλάβει το σημείο στηρίγματος του Καγιαντιπί στο άκρο αριστερό της, όπου το κενό ως την 4η μεραρχία, και την πρώτη γραμμή αντίστασης της τοποθεσίας Τιλκί Κιρί Μπελ, όπου και εγκαταλείφθηκαν βαρέα και πεδινά πυροβόλα κατά την άτακτη φυγή του εκεί ελληνικού τάγματος, κλονισμένου από τα καταιγιστικά πυρά του εχθρικού πυροβολικού.
Στον ίδιο τομέα η τουρκική επίθεση είχε επεκταθεί και δυτικότερα προς τα κέντρα αντίστασης Κιλίτς Αρσλάν και Χασάν Μπελ. Ακόμη δυτικότερα είχε διαγραφεί πολύ πρωί σοβαρότατος κίνδυνος για την 1η μεραρχία από υπερκερωτικό ελιγμό συντάγματος της 57ης τουρκικής μεραρχίας, που όμως απέτυχε, επειδή το σύνταγμα αυτό περιπλανήθηκε σε δασώδη μεριοχή και παρέκλινε απο τον αντικειμενικό του σκοπό. Αντίθετα, επιτυχία σημείωνε η διείσδυση το τουρκικού ιππικού από το Τσάι Χισάρ στα μετόπισθεν. Η 1η μεραρχία από τις 11π.μ. είχε αρχίσει να προετοιμάζει αντεπιθέσεις με τις εφεδρείες της και το 22ο σύνταγμα, για την ανακατάληψη ιδίως του Τιλκί Κιρί Μπελ.
Στον τομέα της 4ης μεραρχίας οι δυνάμεις του δεξιού της όπου και είχε εκδηλωθεί η κύρια προσπάθεια του εχθρού, αμύνονταν στην δεύτερη γραμμή αντίστασης που την κρατούσαν με δυσκολία εξαιτίας της συντριπτικής υπεροχής του εχθρού. Στο κέντρο και στο αριστερό της ανταλλάσσονταν μόνο πυρά πυροβολικού. Στην πόλη του Αφιόν Καραχισάρ ο σιδηροδρομικός σταθμός Βαγδάτης βαλλόταν κατά διαστήματα από πυροβόλο μεγάλου διαμετρήματος.
Στον τομέα της 12ης μεραρχίας επικρατούσε ηρεμία. Στον τομέα της 5ης μεραρχίας οι Τούρκοι κρατούσαν την Δασωμένη Κορυφή που είχαν καταλάβει το πρωί και συνέχιζαν την επίθηση τους στο δεξιό της μεραρχίας, χωρίς επιτυχία.
Με βάση την κατάσταση αυτή ο διοικητής του Α’ Σώματος Στρατού σχημάτισε πλέον την πεποίθηση ότι η κύρια τουρικική προσπάθεια στρεφόταν εναντίον των τομέων των μεραρχιών, 1ης και 4ης και ιδίως του μεταξύ τους κενού, και αποφάσισε την άμεση μεταφορά στο Αφιόν Καραχισάρ της 9ης μεραρχίας. Έτσι ζήτησε από το Β’ Σώμα Στρατού να διατάξει τη μεραρχία αυτή να προετοιμαστεί για μετακίνηση και έδωσε εντολές να σταλούν στο σταθμό Ντουγκέρ οι διαθέσιμοι σιδηροδρομικοί συρμοί.