Είναι γνωστή και ως Μάχη του Δεμίρ Χισάρ. Με τη νίκη του ο ελληνικός στρατός ανάγκασε τους Βουλγάρους να εγκαταλείψουν την ευρύτερη περιοχή των Σερρών, με αποτέλεσμα να γίνει δυνατή η απελευθέρωση της Ανατολικής Μακεδονίας.
Η Βέτρινα (σήμερα Νέο Πετρίτσι Σερρών) είχε καταληφθεί από τους Βουλγάρους στις 19 Οκτωβρίου 1912, κατά τη διάρκεια του Α' Βαλκανικού Πολέμου. Μέχρι τότε ανήκε στην Οθωμανική Αυτοκρατορία. Οι Βούλγαροι φρόντισαν να την οχυρώσουν αμυντικά για να τη χρησιμοποιήσουν ως προγεφύρωμα, ώστε σε περίπτωση μελλοντικού ελληνοτουρκικού πολέμου να εμποδίσουν την πορεία του ελληνικού στρατού προς τα στενά του Ρούπελ.
Ο ελληνικός στρατός μετά τη νικηφόρα μάχη της Δοϊράνης (23 Ιουνίου 1913) ξεχύθηκε στην κοιλάδα του Στρυμώνα, με σκοπό να καταλάβει την Ανατολική Μακεδονία. Στην επιχείρηση συμμετείχαν δύο Μεραρχίες -η 1η υπό τον αντιστράτηγο Εμμανουήλ Μανουσογιαννάκη και η 6η υπό τον συνταγματάρχη Νικόλαο Δελλαγραμάτικα- με τη συμμετοχή μονάδων της 7ης Μεραρχίας.
Το βράδυ της 25ης Ιουνίου έφθασαν πληροφορίες στο ελληνικό στρατηγείο ότι τη Βέτρινα υπερασπίζονταν 12 τάγματα του βουλγαρικού στρατού, ενώ 10 ακόμη τάγματα του εχθρού βρίσκονταν στην ανατολική όχθη του Στρυμόνα μπροστά από το Δεμίρ Χισάρ (σήμερα Σιδηρόκαστρο Σερρών). Την επομένη, 26 Ιουνίου, οι ελληνικές δυνάμεις συνέκλιναν στην περιοχή της Βέτρινας, χωρισμένες σε δύο φάλαγγες. Η πρώτη φάλαγγα ευρισκόμενη πλησίον του χωριού Χατζημπεϋλίκ (σήμερα Βυρώνεια Σερρών) δέχθηκε βουλγαρικά πυρά, τα οποία ως επί το πλείστον ήταν άστοχα. Η δεύτερη φάλαγγα κατόρθωσε να καταλάβει μερικά υψώματα της περιοχής και να προκαλέσει ρήγματα στην άμυνα των Βουλγάρων.
Νωρίς το πρωί της 27ης Ιουνίου οι ελληνικές δυνάμεις επανέλαβαν την επίθεση στο μέτωπο της Βετρίνας και γρήγορα κατόρθωσαν να κάμψουν την άμυνα των Βουλγάρων, γύρω στις 9:30 το πρωί. Οι Βούλγαροι εγκατέλειψαν τις θέσεις τους και υποχώρησαν ανατολικά του Στρυμόνα, αφού πρώτα ανατίναξαν το μεσαίο τόξο της γέφυρας. Η 6η Μεραρχία ανέλαβε να τους καταδιώξει. Αφού διήλθε από ένα βατό σημείο του ποταμού, την ίδια ημέρα κατέλαβε και απελευθέρωσε το Σιδηρόκαστρο. Προτού αποχωρήσουν από το Σιδηρόκαστρο, οι Βούλγαροι προέβησαν σε σφαγές κατοίκων της πόλης και πήραν μαζί τους ως ομήρους τον επίσκοπο Πολυανής Φώτιο, τριάντα προκρίτους, καθώς και ιερείς και δασκάλους.
Ο πρώτος Έλληνας αξιωματικός που εισήλθε στο Σιδηρόκαστρο ήταν ο μετέπειτα στρατηγός και δικτάτορας Θεόδωρος Πάγκαλος, τότε διοικητής του 9ου Τάγματος Ευζώνων. Ιδού οι πρώτες του εντυπώσεις, όπως τις περιγράφει στα «Απομνημονεύματά» του:
Τα κύματα των πανικοβλήτων εξηκολούθουν παρελαύνοντα τροχάδην και με κραυγάς τρόμου προς δυσμάς. Υπό την σκέψιν ότι δεν δύναταί τις να βασισθή εις τας πληροφορίας ανθρώπων αλλοφρονούντων εκ του τρόμου, έσχισα την αναφοράν και διέταξα τους ιππείς (30 περίπου) να ιππεύσουν. Εξαπέστειλα δύο ελαφράς περιπολίας εμπρός και με την ημιλαρχίαν εν παρατάξει, δια των αγρών εκάλπασα προς τα βορείως της πόλεως υψώματα. Ομάδες τινές προ της θέας του επερχομένου ιππικού ετράπησαν εις φυγήν. Αλλά παρέμειναν επί του υψώματος τρεις τέσσαρες χωρικού ψυχραιμότεροι των άλλων […] Απέστειλα αμέσως δύο εκ των προυχόντων μετά τινών ιππέων όπως σταματήσουν τον φεύγοντα πληθυσμόν, ο οποίος μετά την μεσημβρίαν ήρχισεν επανερχόμενος εις τας οικίας του. Μετά σύντομον εξέτασιν ανεύρον εν των προαυλίω της Σχολής τεράστιον λάκον, ο οποίος περιείχε άνω των 60 πτωμάτων εκ των σφαγέντων την προηγουμένην. Μεταξύ αυτών ήταν και ο μητροπολίτης Μελενίκου. Εις έτερον τάφον επί αμμώδους εδάφους ήσαν περί τα 30 πτώματα, εν οις και δύο ιερείς της πόλεως. Περί τα 20 ακόμη πτώματα εύρομεν εις μεμονωμένους τάφους και τινά άταφα. Οι κάτοικοι και ιδία τα γυναικόπαιδα με σπαρακτικούς θρήνους παρηκολούθουν την εκταφήν των οικείων των. Μετά την σύνταξιν λεπτομερούς καταλόγου των ανεγνωρισθέντων θυμάτων ανεχώρησα μ.μ προς συνάντησιν της Μεραρχίας βαδιζούσης επί της αμαξιτής οδού προς βορράν εις Μαρτικοστίνοβο.
Οι απώλειες των Ελλήνων στη μάχη της Βετρίνας ανήλθαν σε 39 νεκρούς και 209 τραυματίες. Μετά τη μάχη, οι δύο μεραρχίες κινήθηκαν βόρεια, ενώ την κατάληψη των Σερρών, του διοικητικού κέντρου της ευρύτερης περιοχής, ανέλαβε η 7η Μεραρχία του συνταγματάρχη Σωτήλη.
