Ο Ηλίας Μαυρομιχάλης αποδέχτηκε την αρχηγία της προετοιμαζόμενης εκστρατείας εναντίον της Καρύστου και διαπεραιώθηκε στο Αλιβέρι της Εύβοιας από τον Κάλαμο Αττικής στις 5 Ιανουαρίου 1822. Τον συνόδευαν ο θείος του, Κυριακούλης Μαυρομιχάλης, και 600 περίπου Μανιάτες. Μολονότι οι ντόπιοι αρχηγοί είχαν ανακηρύξει ως αρχηγό τους και τον Βάσο Μαυροβουνιώτη και υπήρχαν επίσης στην Εύβοια ηγετικές μορφές, όπως ο Νικόλαος Κριεζώτης και ο Αγγελής Γοβγίνας, που είχαν πρωταγωνιστήσει στη Βρυσάκια, η άφιξη του νεαρού Μαυρομιχάλη, έγινε δεκτή με ενθουσιασμό.
Η ενίσχυση των επαναστατών της Εύβοιας από τους Μανιάτες ανησύχησε τον Ομέρ Βρυώνη, που σκέφθηκε να επιτεθεί εναντίον των Ελλήνων στο Αλιβέρι, προτού επιχειρήσουν κάθοδο στην Κάρυστο. Για κάθε ενδεχόμενο όμως ενίσχυσε με 150 άνδρες υπό τον Γιουσούφ Αγά τα Στύρα, που ήταν υποχρεωτικό πέρασμα για τις ελληνικές δυνάμεις.
Μόλις ο Ηλίας Μαυρομιχάλης πληροφορήθηκε την άφιξη της τουρκικής φρουράς στα Στύρα, ξεκίνησε από το Αλιβέρι, συνάντησε στα Μεσοχώρια και τους άλλους αρχηγούς Κριεζώτη, Βάσο και Κόττα, και όλοι μαζί με 1.000 περίπου άνδρες στις 11 Ιανουαρίου έφθασαν στις Κουβέλες, στα περίχωρα των Στύρων. Ο Βάσος τότε χωρίς να συνεννοηθεί με τον Μαυρομιχάλη όρμησε το πρωί της επόμενης μέρας εναντίον των Τούρκων που βγήκαν από τα Στύρα για να χτυπήσουν το ελληνικό στρατόπεδο. Το μικρό τμήμα του Βάσου αναγκάστηκε τότε να υποχωρήσει. Έσπευσε όμως σε βοήθεια ο Ηλίας Μαυρομιχάλης με όλο τον στρατό του. Η σύγκρουση των αντιπάλων έγινε στον Άγιο Βασίλειο και έληξε με νίκη των Ελλήνων.
Στο μεταξύ ο Ομέρ μπέης, που είχε ειδοποιηθεί για την ελληνική επίθεση, έσπευσε με 300 άνδρες από την Κάρυστο προς τα Στύρα. Ο Ηλίας Μαυρομιχάλης έστειλε τότε τους Βάσο, Κόττα και Κυριακούλη Μαυρομιχάλη να εμποδίσουν τη άφιξη του τουρκικού αυτού τμήματος στα Στύρα. Οι εχθροί όμως είχαν περάσει λοξοδρομώντας το Διακόφτι, τη μόνη θέση όπου θα μπορούσαν να τους σταματήσουν οι Έλληνες, και που την κατάληψη της είχε εισηγηθεί πριν αρχίσει η επιχείρηση στα Στύρα, ο Νικόλαος Κριεζώτης, χωρίς να εισακουσθεί. Προσπάθησαν τότε να ανακόψουν την τουρκική πορεία στη θέση Βοδίνη, αλλά απέτυχαν και διασκορπίστηκαν. Έτσι σε λίγο ο Ηλίας Μαυρομιχάλης, που πολιορκούσε τον Γιουσούφ αγά στα Στύρα, διαπίστωνε πως ήταν κυκλωμένος από την ισχυρή δύναμη του Ομέρ μπέη.
Τότε οι περισσότεροι από τους Μανιάτες, βλέποντας ότι κάθε αντίσταση ήταν καταδικασμένη σε αποτυχία, απομακρύνθηκαν από το πεδίο της μάχης, και ο νεαρός γιος του Πετρόμπεη με 60 περίπου συντρόφους που του απέμειναν αντιμετώπισε τη σφοδρή επίθεση τόσο των Τούρκων του Ομέρ μπέη, όσο και των άλλων που τους χτυπούσαν μέσα από τα Στύρα. Με θλίψη όμως έβλεπε πως ο ένας μετά τον άλλο έπεφταν οι τελευταίοι που είχαν μείνει κοντά του.
Τελικά, παρά τις συμβουλές του θείου και του Νικόλαου Κριεζώτη να εγκαταλείψη τον μάταιο αγώνα, κλείσθηκε στον Κοκκινόμυλο, έναν ερειπωμένο ανεμόμυλο των Στύρων, με επτά συντρόφους του και στενά πολιορκημένος αγωνίσθηκε με αυτοθυσία για δύο ώρες. Μετά την εξάντληση των πυρομαχικών τους, οι γενναίοι Μανιάτες άρχισαν να λιθοβολούν τους εχθρούς αλλά δεν μπόρεσαν να κρατήσουν για πολύ την ηρωική άμυνα τους. Σε μια στιγμή ο Ηλίας Μαυρομιχάλης προσπάθησε να διασπάσει τον κλοιό για να αποφύγει την αιχμαλωσία, αλλά στην προσπάθεια του αυτή έπεσε νεκρός, ενώ από τους ελάχιστους συντρόφους των τελευταίων στιγμών του σώθηκαν μόνο δύο.
Ο θάνατος του Ηλία Μαυρομιχάλη, που υπήρξε στενός συνεργάτης του Κολοκοτρώνη στο Βαλτέτσι και είχε διακριθεί και σε άλλες μάχες, θεωρήθηκε βαρύτατο πλήγμα για τον αγώνα στην Εύβοια και γενικότερα για την Επανάσταση. Ιστορικοί του προσδίδουν τα χαρακτηριστικά: «φρόνησις και καρδία γενναία, πατριωτισμός, και φιλοτιμία απεριόριστος». Ο Φιλήμων δεν υπερβάλλει όταν γράφει ότι: «εάν η Δωρίς απώλεσε τον Αθανάσιον Διάκον αυτής, απώλεσε και η Λακωνία τον Ηλίαν Μαυρομιχάλην αυτής». Λέγεται ότι και ο Ομέρ Βρυώνης, όταν του πήγαν σαν τρόπαιο το κεφάλι του ηρωικού Μανιάτη, που στάλθηκε κατόπιν στο σουλτάνο, είπε: «Κρίμα στον άνδρα».
Λίγες μέρες μετά το θάνατο του Ηλία Μαυρομιχάλη, ο Οδυσσέας Ανδρούτσος έφτασε στην Κάρυστο και συναντήθηκε με τον Κυριακούλη Μαυρομιχάλη, που του ζήτησε να αναλάβει την πολιορκία της Καρύστου. Η παρουσία του αναπτέρωσε το ηθικό του πληθυσμού και γύρω από τον ηρωικό άνδρα συγκεντρώθηκαν τότε οι ελπίδες για μια ύστατη προσπάθεια εναντίον των Τούρκων της Καρύστου.
Όλα πήγαιναν καλά για τους Έλληνες, αλλά ξαφνικά ο Οδυσσέας Ανδρούτσος διέταξε το στράτευμα του να γυρίσει στα Βρυσάκια και ο ίδιος έφυγε για την Αττική. Λίγες μέρες μετά την αναχώρηση του Ανδρούτσου, έφυγαν από την Εύβοια και ο Κυριακούλης Μαυρομιχάλης με τους Μανιάτες και ο επίσκοπος Νεόφυτος. Έτσι άδοξα διαλύθηκε η πολιορκία της Καρύστου και περιορίστηκε σημαντικά η επαναστατική φλόγα που φαινόταν για λίγο να φουντώνει στην Εύβοια.
Με πληροφορίες από: Ιστορία του Ελληνικού Έθνους, Εκδοτική Αθηνών
