علی بن الحسین 22 سال داشت که [[معاویه]] از دنیا رفت و پیک یزید برای گرفتن بیعت از پدرش، حسین، به [[مدینه]] آمد. پدرش که قصد بیعت نداشت به همراه سجاد و سایر بستگانش راهی [[مکه]] شد.<ref>{{نوشتارپک|قهرمانی نژآد اصلی|نبرد1397|ک= کربلاوارث حسین |ص=32-36}}</ref> در مکه وقتی پیامهای دعوت کوفیان به دستشان رسید، عازم این شهر شدند.<ref>{{پک|قهرمانی نژآد |1397|ک= وارث حسین |ص=42}}</ref> در نهایت، در محرم سال ۶۱ ه. ق، پدرش [[حسین بن علی]] و یارانِ اندکش —که حاضر به بیعت با [[یزید]] نبودند— در دشت کربلا کشته شدند.<ref>{{پک|Donaldson|1973|ک=The Shi'ite Religion|ص=101–111|زبان=en}}</ref> تمام مصادر تاریخی شیعه در حضور زین‌العابدین در نبرد کربلا اتفاق دارند و از وی، گزارش‌هاگزارش‌های فراوانی از وقایع این نبرد و اتفاقات پس از آن نقل شده‌است. روایاتی از منابع شیعی، از جنگاوری او در نبرد کربلا یاد کرده که سبب جراحت او نیز شده‌است.<ref group="یادداشت">واژه «وارتُثَّ» در عبارت «وکان علی بن الحسین علیلاً، وارتُثَّ یومئذٍ، وقد حضر بعض القتال، فدفع الله عنه وأُخِذ مع النساء» به معنای قتال و جنگآوری است. [{{پک|اسدی|۱۴۲۰|ک=الامام علی بن الحسین|ص=۱۶}}]</ref> در مقابل مورخان زیادی از جمله [[طبری]]، مورخ اهل سنت، بر بیماری سجاد و عدم امکان مبارزه در این نبرد اشاره داشته‌اند.<ref>{{پک|احمدی|1384|ک= امام سجاد (ع) الگوی زندگی |ص=27-26}}</ref><ref>{{پک|اسدی|۱۴۲۰|ک=الامام علی بن الحسین|ص=۱۶}}</ref> همچنین بنا به روایتی که در [[ارشاد القلوب]] [[شیخ مفید]]، عالم شیعه، آمده، از زبان سجاد نقل شده است که شب عاشورا وقتی حسین یارانش را فرا خواند تا برایشان سخن بگوید، «من نیز که بیمار بودم نزدیک آنان رفتم تا سخنان حضرت را بشنوم.»<ref>{{پک|احمدی|1384|ک= امام سجاد (ع) الگوی زندگی |ص=27}}</ref>
پس از پایان درگیری‌ها در نبرد کربلا و کشته شدن حسین بن علی و تمام یارانش، زین‌العابدین از جمله چند مردی بود که از لشکریان حسین بن علی زنده ماندند. منابع مختلف بیماری علی بن الحسین را علت زنده ماندنش می‌دانند. گفته می‌شود پس از پایان جنگ، سربازان ابن[[عبیدالله بن زیاد]] در جستجوی غنائم وارد خیمه اش شدند و قصد داشتند او را بکشند اما عمه اش [[زینب]]، نزد [[عمر بن سعد]]، وساطت کرد تا از خونش بگذرند.<ref>{{پک|Donaldson|1973|ک=The Shi'ite Religion|ص=101–111|زبان=en}}</ref><ref>{{پک|Madelung|1985|ف=ʿAlī b. Ḥosayn b. ʿAlī B. Abī Ṭāleb|ک=Iranica|زبان=en}}</ref>
