Когда армии сошлись, Ганнибал приказал погонщикам направить слонов на переднюю линию врага. Римские пехотинцы в ответ стали стучать мечами о щиты, и из-за этого шума вкупе с ревом труб некоторые животные запаниковали и повернули на своих. Остальные устремились на римское войско, но инстинктивно выбрали путь наименьшего сопротивления, угодив в проходы между манипулами. Там на них обрушились велиты, вытесняя с поля боя.
Сначала первая линия войска Ганнибала умудрилась отбросить римлян назад. Но через некоторое время легионеры перестали отступать и уперлись. Противники оказались так плотно прижаты друг к другу, что побросали копья и, выхватив мечи, начали рукопашную. В самый ответственный момент, когда Ганнибал приказал карфагенским отрядам второй линии выступить на помощь наемникам, те отказались идти вперед. По формулировке в одном из античных источников, карфагеняне «совершенно оробели»[142]. Вполне возможно, что Ганнибал изначально не слишком доверял им как раз по причине их «врожденной трусости» и специально разместил между первой линией и опытными ветеранами, чтобы вынудить вступить в бой, когда придет их черед. Оставшись без поддержки, солдаты стали отступать, оказавшись между римлянами и карфагенянами, преграждавшими им путь к отступлению. Многие солдаты Ганнибала погибли в тот день от рук своих же, а те, кому все же удалось избежать схватки, обнаружили перед собой стену из сомкнутых щитов и опущенных копий бруттиев и македонян третьей линии.
Остатки первых двух линий пунийского войска оказались отброшены на фланги и попытались бежать. Но на открытой местности у них не было шансов уйти от резни — почти все были захвачены или убиты римскими всадниками, поджидавшими на флангах. Пространство между двумя армиями было завалено убитыми и умирающими, а земля пропиталась кровью людей и животных. Повсюду громоздились зловещие горы трупов с торчащими во все стороны скрюченными руками и ногами. Перелом наступил, когда римские и нумидийские всадники, обратив в бегство карфагенскую конницу, вернулись на поле боя и напали с тыла на третью линию Ганнибала. Ровная местность давала им преимущество даже над лучшими пехотинцами карфагенян, которым в хаосе и смятении теперь приходилось сражаться и с отступавшими своими, и с ударившими в спину римлянами.
Как сообщают источники, Ганнибал потерял в этой битве 20 000 убитыми и примерно такое же число попало в плен. Если верить античным авторам, потери Рима составили лишь 1500 солдат. Пунийская армия была разгромлена, и римляне отправились грабить ее лагерь. Битва закончилась, а Ганнибал, некогда наводивший ужас на всю Италию и заклятый враг Рима, дезертировал вместе с немногими своими приближенными, бросив остатки собственной армии. Они скакали через пустыню всю ночь и следующий день, пока не достигли безопасного берега возле Гадрумета. И хотя Ганнибал проиграл при Заме, древнегреческий историк Полибий не усмотрел в этом его вины и ни разу не усомнился в правильности его решений.