Напротив, ливяне левого крыла, сделав такой же поворот направо, строились дальше: само положение дел научало их, что делать. Вследствие этого вышло так, как и рассчитывал Ганнибал: в стремительной погоне за кельтами римляне кругом были окружены ливянами. Не имея более возможности вести сражение по всей линии, римляне в одиночку и отдельными манипулами дрались с неприятелями, теснившими их с боков.
Ход событий на поле боя создавал предпосылки для охвата флангов римской армии карфагенской пехотой, завершения окружения римлян конницей и уничтожения окруженной римской армии.
Боевой порядок карфагенян принял вогнутую охватывающую форму. Римляне вклинились в него, что облегчило двухсторонний охват их боевого порядка. Задние шеренги римлян вынуждены были повернуться для борьбы с карфагенской конницей, которая, разбив римскую конницу, атаковала римскую пехоту. Карфагенская армия завершила окружение римлян. Плотное построение легионов лишило их маневренности. Римляне были сбиты в одну кучу. Сражаться могли только воины внешних шеренг. Численное превосходство римской армии потеряло свое значение; внутри этой огромной массы происходила давка, воины не могли повернуться. Началось страшное избиение римлян.
В результате двенадцатичасового боя римляне потеряли 48 тысяч убитыми и около 10 тысяч пленными (См.: Тит Ливии. Римская история от основания города. Т. 1–6. М., 1891–1896). Потери карфагенян убитыми достигали 6 тысяч человек. Несмотря на полное окружение, многим из римлян удалось бежать; по некоторым данным спаслось 14 тысяч человек, но если учесть данные о потерях (Ливии и Полибий) и общую численность всей римской армии (86 тысяч человек), то окажется, что спаслось 28 тысяч человек. Карфагеняне не сумели уничтожить всю римскую армию даже в обстановке ее полного окружения на поле боя. Через несколько дней после этой катастрофы молодой военный трибун Публий Корнелий Сципион организовал в Риме два легиона из беглецов.
Римляне были разгромлены потому, что не реализовали тактических преимуществ своего боевого порядка, в частности выделение сильного резерва, что стало правилом в римской армии. Они вернулись к нерасчлененной фаланге, что свело на нет их превосходство в силах. Глубина построения стесняла действия бойцов, а узкий фронт способствовал их окружению. Наличие маневренности у противника в данной обстановке привело римлян к катастрофе.
Боевой порядок карфагенской армии был построен с расчетом на полное уничтожение противника путем его окружения с помощью сильных флангов при наличии слабого центра. Фланги не только перестали быть уязвимым местом в боевом порядке, но стали средством окружения меньшими силами крупных сил противника. В этом бою хорошо вооруженная, организованная и обученная конница карфагенян одержала победу над первоклассной по тому времени римской пехотой. Она завершила окружение римской армии, что фактически решило исход боя. Карфагенская конница хорошо маневрировала на поле боя и хорошо взаимодействовала с пехотой.
В результате поражения римлян под Каннами от Рима отпали крупные города Южной Италии. Ганнибалу удалось создать антиримскую коалицию из Македонии, Сиракуз и некоторых греческих городов Сицилии. Рим оказался в кольце врагов.
Однако Карфагенская армия не пошла на Рим. Карфагенский сенат, боясь усиления власти Ганнибала, не поддержал свою армию, находившуюся в Италии, ни флотом, ни деньгами. Крупная победа карфагенской армии не была использована Карфагеном в полной мере. Из этого поражения римское правительство сделало выводы и приняло энергичные меры. Прекратились внутренние раздоры между демократической партией и сенатом. Сторонники решительных военных действий потеряли политический авторитет, а влияние сената резко возросло. Обещаниями и угрозами Риму удалось сохранить верность большего числа латинских и италийских союзников. Были собраны новые войска, во главе которых были поставлены Фабий Максим и решительный Клавдий Марцелл. С 215 года начался новый этап войны, который в целом можно определить к как этап относительного равновесия.