Фламиний впал в ярость, узнав, что карфагеняне грабят округу, и приказал армии готовиться к выступлению. Его офицеры, помня о поражении Семпрония у Треббии, советовали не вступать в бой с Ганнибалом, пока не будет разработана эффективная стратегия. Но Фламиний, как и проконсул, думал о быстрой победе и своей репутации в Риме и не прислушался к их словам. Сенат давил на него, рассчитывая, что римским командирам удастся перехватить инициативу в этой войне. Фламиний покинул лагерь, едва увидев столбы черного дыма, поднимающегося от деревень, но Ганнибал избежал столкновения с ним и стал двигаться на юг. Как выяснится позже, римлянам стоило опасаться этого маневра.
Как только Фламиний заглотил наживку и бросился в погоню, Ганнибал неожиданно повернул на восток к югу от Кортоны и направился к Тразименскому озеру на границе между современными Тосканой и Умбрией. Он разместил свое войско в узкой долине, ограниченной с одной стороны холмами, а с другой — водой. Попасть в эту долину, известную как Туоро, можно было через перевал Боргетто на северо-западном берегу озера. Сейчас в это место легко попасть по федеральной трассе 73/75, которая соединяет Сиену с Перуджей, но 2000 лет назад перевал должен был быть гораздо уже, ведь с тех пор озеро заметно обмельчало. Согласно повторному исследованию, основанному на новых топографических данных, береговая линия находилась гораздо выше, еще больше сужая пространство, на котором произошла битва при Тразименском озере. Окруженная на востоке холмами долина протянулась примерно на полтора километра вдоль озера. У попавших в нее через перевал римлян была очень ограниченная возможность для маневра. Именно здесь Ганнибал устроил ловушку для Фламиния. Он выстроил африканские и иберские отряды на восточном конце долины, а конницу спрятал на ее западном краю. Его лучшие пехотинцы заняли место на склонах холмов над перевалом. К рассвету следующего дня солдаты Ганнибала уже обосновались на своих позициях, оставаясь при этом вне поле зрения противника.
Ранним июньским утром 216 г. до н. э. Фламиний ввел свои войска в проход между холмами. Они двигались медленно, укутанные туманом, накрывшим всю долину. Туман был столь плотным и вязким и висел так низко над землей, что посланные римлянами разведчики с трудом видели дальше чем на несколько метров. Из осторожности они повернули назад, но Фламинию не терпелось вступить в бой с Ганнибалом, и он приказал колонне двигаться вперед вслепую. Как только большая часть римской армии оказалась в долине и туман начал рассеиваться, ее атаковали с трех сторон. Плохая видимость вкупе с эффектом неожиданности привели римлян в смятение, не позволив им выстроиться в боевой порядок. Начался хаос, и уже через несколько часов тысячи римских воинов лишились своих жизней. Многие были зарезаны, находясь в походном строю и не успев даже вынуть оружие, настолько стремительной была атака. Это была бойня, и римляне, избежавшие поначалу расправы, бросались в озеро, отчаянно пытаясь уплыть, несмотря на тянувшие их на дно доспехи. Те, кто не утонул, поднимали руки и молили о пощаде, пытаясь сдаться. Но африканские и иберские всадники, спустившись с холмов, сходу стали рубить их, словно болотный камыш. Это была уже не битва, а резня,