4月20日早晨，聖塔安那親率700名墨西哥士兵來到水牛灣出海口南側的開闊地上紮營。水牛灣是一道深入內陸的河流，與聖哈辛托河共用同一個出海口，注入三一灣（Trinity Bay）和更外圍的加爾維斯頓灣。水牛灣周邊盡是沼澤與茂密的樹林，相當適合熟悉地形的德克薩斯人隱蔽。在聖塔安那的營地西北方不到五百公尺便是休士頓和800餘位德克薩斯民兵的營地，兩地之間被一片草叢覆蓋的高地隔開，德克薩斯軍背靠水牛灣，在樹林中紮營；他們在北側雖有一條沼澤小徑可以通往林奇渡口，但情勢與背水一戰相差無幾。
德州黃玫瑰
傳說聖塔安那在新華盛頓抓獲了幾位當地居民，其中有一位混血女子（也有版本稱其為解放黑奴）名為艾蜜莉．魏斯特（Emily D. West），她是詹姆士．摩根（James Morgan, 1787 – 1866）農場中的契約僱工，也有人將她喚為艾蜜莉．摩根（Emily Morgan）聖塔安那對這位混血女子一見鍾情，在往後幾天中都忙著與她廝混，貽誤了決戰的軍機。
然而，艾蜜莉的故事很可能只是後人穿鑿附會而來。這個傳聞最早出現於1842年，德克薩斯獨立6年後，英國化學家博雷特（William Bollaert, 1807 – 1876）在旅行中途經加爾維斯頓時，遇見一位自稱參加過聖哈辛托戰役的退伍老兵，這位無名老兵向他講述了艾蜜莉的故事。當博雷特的日記於1956年出版後，艾蜜莉的傳奇才開始發酵。在德克薩斯當地傳奇中，她成了一位女間諜，從聖塔安那手中盜取了軍事機密，協助休士頓在絕境中逆轉勝利。民謠《德州黃玫瑰》（The Yellow Rose of Texas）中的那位無名的「黃玫瑰」（這個詞暗喻混血女性）原型，也被追認為艾蜜莉；德克薩斯各地還有不少以艾蜜莉為名的紀念碑與建築物。
實際上，聖塔安那儘管個性風流，但他對混血或黑人女性仍抱有排斥感，不太可能會與混血兒發生關係，更不會有後來那些傳奇故事；而更值得注意的是，艾蜜莉．魏斯特確有其人。德克薩斯國務卿艾薩克．莫爾蘭（Issac N. Moreland, ? – 1842）在1837年初寫道，有位名叫艾蜜莉．維斯特的女性在聖哈辛托戰役後前來向他陳情，她自稱是來自紐約的僱工，時年36歲，在摩根的農場工作，她的合約到期卻碰上戰爭，遺失了通行文件，因此前來求助。
不久後，臨時副總統薩瓦拉在1836年年底因肺炎病逝，他的遺孀艾蜜莉．魏斯特．德．薩瓦拉（Emily West de Zavala, 1809 – 1882）決定搬回紐約，便帶上這位艾蜜莉同行，這也是混血兒艾蜜莉最後一次見於記載。多數研究認為那位與博雷特聊天的退伍老兵可能搞混了這兩位艾蜜莉，加上一些道聽塗說，便創造出了黃玫瑰的傳奇。
前哨戰
回到4月20日這天，德克薩斯與墨西哥兩邊先展開一場前哨戰，由德克薩斯的「雙胞胎姊妹」率先開火，擊退墨西哥騎兵的突襲；但墨西哥騎兵隨後轉攻側翼，也打退了嘗試進攻的德克薩斯騎兵。在這波交鋒中，砲兵指揮官尼爾負傷退下火線，由喬治．霍克利（George Washington Hockley, 1802 – 1854）接下他的任務。
雙胞胎姊妹的名號來自遊騎兵查爾斯．萊斯（Charles W. Rice）的一對女兒伊莉莎白與埃莉諾（Elizabeth & Eleanor），伊莉莎白本人曾於1897年在報刊上投書證實此事。這兩門大砲在戰後依然留在軍中服役，直到南北戰爭期間失去蹤影，目前仍有不少尋寶者在探求她們的下落。
在第一天的交戰中，戰爭部長拉斯克也親自提槍上陣，直接衝上第一線迎敵；但他實在站得太前面了，一度慘遭墨西哥騎兵圍毆，好在一位名叫米拉波．拉馬爾（Mirabeau Buonaparte Lamar, 1789 – 1859）的志願兵英勇上前，將拉斯克拖回己方陣線，並打退了追上來的騎兵，就連墨西哥方面的軍官都對他的英勇深表讚譽。拉馬爾也憑著這份勇氣就地升任騎兵指揮官，距離他加入民兵不過半個月，而這也是他發跡之始。
雙方對第一天的戰鬥表現都不滿意，休士頓依然十分憂慮這些菜鳥士兵不受控制、缺乏紀律，他仍在猶豫是否要與墨西哥軍決戰，或是應該保留一條後路。聖塔安那也注意到自己孤軍深入，德克薩斯人熟知地形，可能會利用夜間襲擾，便下令官兵們連夜修建防禦工事，隨時防備敵襲。
決戰
4月21日早晨，科斯率領540位官兵抵達聖塔安那的陣地，他們已經連續行軍了一整天，所有人都疲憊不堪，而營地中的官兵也因為徹夜趕工而休息不足。聖塔安那判斷數量與裝備皆處下風的德克薩斯人不敢硬碰硬，便答應讓官兵們休息，延後了進攻的時刻。累壞的官兵們得令後紛紛收起武器，回到自己的營帳內小憩，甚至連哨兵都沒派。
另一邊，休士頓發現科斯的增援抵達，意識到自己已經沒有猶豫的時間，立刻派出聾子史密斯輕裝疾行，破壞戰場西邊的文斯橋（Vince's Bridge），這是聖哈辛托通往哈里斯堡的必經之路，也是墨西哥軍隊的退路。
下午3時，德克薩斯方面召開軍事會議，主動出擊和被動迎擊兩派各半，但休士頓與拉斯克都投下同意票，隨即展開決戰的佈署。伯里森率領第一團坐鎮戰線中央，謝爾曼的第二團位於左翼，亨利．米拉德中校（Henry Millard, 1796 – 1844）帶領四個連負責右翼，霍克利的砲隊夾在伯里森和米拉德之間，戰線最右側是還有拉馬爾的61位騎兵，參戰兵力約900人。
在墨西哥這邊，最右側是阿爾蒙特的400名官兵，後面緊鄰著樹林和河岸，展開的空間不足；中央為卡斯特里翁少將的主力大隊，墨西哥軍隊的主砲「金標準」（Golden Standard）也由他指揮；左邊則是科斯的隊伍，大都是新兵且休息不足。聖塔安那本人留在後方的預備隊營地休息，沒有待在前線，1400位墨西哥官兵幾乎沒有進入作戰狀態。
趁著墨西哥軍隊鬆懈的時機，德克薩斯的右翼藉著草叢掩護開始前進，連同拉馬爾的騎兵和霍克利的砲隊，逼近到200公尺之內。下午4時30分，雙胞胎姊妹率先開火，德克薩斯全體民兵高喊「勿忘阿拉莫！勿忘戈利亞德！」（Remember the Alamo！Remember La Bahia (Goliad)！），朝著墨西哥官兵臨時搭建的胸牆直撲而來，伯里森、米拉德、謝爾曼各路人馬全力猛攻，拉馬爾由側翼掃蕩，加上霍克利的火力支援，瞬間便突破了墨西哥軍的防禦工事。
由於科斯和卡斯特里翁兩部距離太近，遇襲之時便陷入混亂，無法和右側的阿爾蒙特與後方的聖塔安那取得聯繫，指揮官們下達的命令無法協調，官兵們根本無所適從，戰線頃刻間崩盤。卡斯特里翁試圖以一己之力守住大砲，拉斯克瞥見他的身影，希望留住這位曾挺身反對聖塔安那殺降的指揮官，但他仍在混戰中被憤怒的民兵射殺。
短短18分鐘內，墨西哥軍隊兵敗如山倒，連像樣的反擊也沒有；一些官兵跳進附近的湖沼或河裡逃命，卻成了民兵的活靶；另一些官兵棄械投降，高喊著「我不要阿拉莫」（Me no Alamo！），但遭被殺紅眼的民兵殺害。約有650名墨西哥官兵陣亡，300人被俘；德克薩斯方面在兩天的戰鬥中損失11人，另有三十多人受傷，包含休士頓和拉斯克，但大多是被自己人誤傷所致。
聖塔安那眼見戰局丕變，立刻換上普通士兵的制服，朝文斯橋方向逃去，但橋樑已被摧毀，附近都是民兵，他只能就地躲藏，但還是在第二天被揪了出來。
德克薩斯民兵們高喊著要處死聖塔安那，為阿拉莫、戈利亞德及歷次戰鬥中死去的同伴復仇，但休士頓可不這麼想。儘管摧毀了聖塔安那的主力，後方還有烏雷亞和菲利索拉的部隊，約有2500名墨西哥士兵已進駐本德堡，休士頓可沒把握重演奇蹟。
聖塔安那也看準了這一點，他主動向德克薩斯方面建議，命令剩餘的墨西哥軍隊撤退，讓出格蘭德河以東的土地；若能將他安全送回墨西哥，他會說服政府承認德克薩斯獨立。為了取信德克薩斯人，他立刻致信菲利索拉和烏雷亞，表示自己已被擊潰，他們得退回聖安東尼奧等候指示。
雖然烏雷亞認為己方尚有勝算，但菲利索拉認為春季的泥濘延誤補給，部隊士氣十分低落，現在又傳來主帥被俘的消息，這支軍隊已不堪再戰，決定聽從指示撤退，並將分散至德克薩斯各地的分遣部隊召回，先讓出科羅拉多河以東的土地。
貝拉斯科條約
1836年5月14日，聖塔安那與德克薩斯臨時總統伯內特在臨時首都貝拉斯科會面，簽下《貝拉斯科條約》（Treaty of Velasco）。這份條約分為公開條款10條與秘密條款4條，公開部分規定墨西哥與德克薩斯雙方停火，墨西哥軍隊撤回格蘭德河西岸，德克薩斯人雖沒有提供補給的義務，但也不得攔阻；雙方給予戰俘人道待遇並擇日換俘。待上述條件達成後，德克薩斯方面將送還聖塔安那本人。
秘密條款針對聖塔安那自己，他和所有墨西哥官兵都必須放下武器，以最快速度離開德克薩斯領土，他也必須說服墨西哥政府承認本條約及德克薩斯的獨立，雙方往後將建立正式的外交與商貿關係。
德克薩斯方面並不相信狡詐的聖塔安那會乖乖就範，他原本該在6月1日離開，但卻被餘怒未消的德克薩斯人攔下，經過長達半年的爭執與美國的斡旋，他才經由華盛頓轉回墨西哥。
墨西哥軍隊在5月初陸續撤回本土，回到馬塔莫羅斯的菲利索拉遭到解職查辦，主戰派的烏雷亞接替他的職務，繼續在北境屯兵六千準備反擊，但墨西哥境內局勢不穩，北伐大計最終胎死腹中。對於《貝拉斯科條約》的內容，墨西哥政府拒絕批准，代理總科羅主動與聖塔安那切割，宣稱他的行為違反憲法，又受到德克薩斯的挾持，無權代表墨西哥締約，當然也不承認德克薩斯的獨立，《貝拉斯科條約》不論公開條款或秘密條款全都懸而未決。
聖哈辛托戰役結束後，不少德克薩斯南部的墨裔居民和奴隸決定跟著墨西哥軍隊離開，儘管貝拉斯科條約要求歸還奴隸與被擄的人口，但墨西哥政府聲稱這些墨裔居民擔憂被迫害而出走，而奴隸在已廢除奴隸制的墨西哥將獲得自由之身。
事實上，留在德克薩斯的墨裔居民在獨立戰爭後越發受到歧視，他們被強迫遷移到德克薩斯東部，原本的土地責備持續湧入的冒險家與殖民者瓜分，即便是資深殖民者德萊昂家族或戰功赫赫的塞金亦不能免，雙方緊張的族群關係又蒙上陰影。
德克薩斯共和國在聖哈辛托的奇蹟後暫時解除危機，但這個新生的國度仍須面對接踵而來的難題。
