在公元前216年的6月初，汉尼拔发现了一个解决其补给问题的机会，再加上他有攻其所必救的想法。他得知，在阿普利亚平原尽头的一座叫做坎尼城的城堡里，罗马人储有大量的粮食与物资，但那里的守备却很薄弱。他出其不意，在罗马人发觉他的动向之前占领了坎尼。这在罗马人中间引起了极度惊恐，不仅是因为丢失了给养，而且还因为坎尼的位置处于一个富庶的农业区的中央，那里的早季作物眼看着就要成熟了。
此后不久，艾弥利乌斯与瓦罗来到野战军中接管军权，此时罗马人民都迫切要求与迦太基人一决胜负。这两位执政官明白，国民都盼着他们一有良机就作此决战。于是他们率领大军直去坎尼搜索汉尼拔。行军两天以后，他们发现汉尼拔就驻扎在坎尼城附近。
迦太基营地位于一片开阔的平原之上。艾弥利乌斯担心这样的地形特别适合于汉尼拔的骑兵作战。他认为罗马军应该在附近的山上扎营。然而，瓦罗却想把营地设在更靠近迦太基人的地方。作为折衷办法，他们在卡努西翁扎营，那里地处平原，距汉尼拔的营地约六英里。次日，轮流行使指挥权的制度使瓦罗有权指挥军队。他不顾他那位同僚的反对，命令部队转移到更加接近迦太基人的地方，希望这样做可以诱使汉尼拔出战。
汉尼拔接受了挑战。他一边指挥其主力部队排成作战队形，一边用轻步兵与骑兵部队攻击行进中的罗马军。双方打得不分胜负直至天黑，遂各自收兵。
第二日，轮到艾弥利乌斯行使指挥权。他决定不再把部队派遣回到山中去，因为迦太基人现在距他只有三英里，他怕在行军中遭到对方袭击。最后他把全军分为两部分，派大约三分之一的兵力渡过附近的奥菲杜斯河去建立新营。这将使罗马军有可能对迦太基的征粮队发挥威摄作用，同时自己也可以征集一些粮食。余下的三分之二兵力则用于据守瓦罗业已建立的老营。
无论是罗马军还是迦太基军都在为会战作准备。两军统帅都向全体将士训了话，激励大家奋勇作战。两天以后，汉尼拔在河边摆开作战队列，可是未能诱使艾弥利乌斯出战。既然罗马人不出老营，汉尼拔随即派遣其部分努米底亚骑兵去骚扰从罗马新营外出到河边取水的小股人员。据波利比乌斯记述，瓦罗“怒火中烧，比以往任何时候更急欲开战，士兵们也迫切希望打一仗，并因为迟迟不战而感到焦躁。”
次日(公元前216年8月2日)是瓦罗执掌兵权的日子。那天拂晓，他留下一支数量可观的警戒部队守卫两座大营，带领其余部队行进到奥菲杜斯河左岸附近(关于这场会战的旧址究竟在河岸的哪一侧，历史学家众说不一；左岸说似乎与古代记述更吻合一些。)，面向南方摆开阵势。汉尼拔早有所准备，此时已在指挥军队于左岸背水朝北进入战斗位置。
双方各有多少兵力今天已无从确知，古书上也众说纷纭。现在我们清楚的是罗马军在人数上占有巨大优势，其列入战阵的兵员组成大约为步兵六万六千人，骑兵七千人。留守营地的罗马军约有一万人。汉尼拔可能有大约三万二千步兵与一万骑兵，余下大概有五千人守卫大营。
汉尼拔显然为这场战役作了好几天准备，制订了一项旨在抵销罗马军巨大数量优势的作战计划。在他的战线前列，他部署了他的巴利阿里籍投石手与轻长矛手，以他们为散兵。在其主战线的左翼是由其胞弟哈司德鲁巴尔率领的伊比利亚与高卢骑兵。哈司德鲁巴尔恰好从西班牙来此探望兄长。他们旁边是半数的非洲重步兵，现在已用前几场战役中缴获的罗马武器武装起来。
再旁边，在战线中央，交替排列着穿紫边白麻布短军服的伊比利亚步兵与惯于几乎裸体作战的高卢步兵单位(我们虽无确证，但是此时汉尼拔显然已经吸取了罗马棋盘式方格阵形的若干特点)。他们旁边是另一半非洲步兵，处在右翼的是努米底亚骑兵。布好战阵以后，汉尼拔命令中路的伊比利亚与高卢步兵向前挺进，致使其战线中段呈弓形前突。汉尼拔的指挥位置在其部队中央。
瓦罗的军团还是采取罗马人惯用的三线战斗编队，罗马骑兵在右，其盟国的骑兵居左。轻武装部队也按常规部署在主战线前方。但当瓦罗发现迦太基军利用河湾地形至少使其左侧面得到保护，他也开始改变自已军团的队形，使其战线缩短，以此与汉尼拔的战线相匹敌，他把各中队的正面收拢以加长其纵深，并使行列之间的距离缩小。经过这些改变，罗马军各中队实施机动的余地大大减少，人与人之间的距离也变得过于狭窄。这使罗马军从一开始就处于不利地位，因为他们是以一种完全生疏的新队形进入战斗的。
瓦罗现在命令全军出击，战斗于是开始。当罗马军团快要冲到迦太基主阵地时，两军散兵从战线的空隙中后撤。双方骑兵遂开始冲锋。在迦太基军左翼，哈司德鲁巴尔率领的西班牙与高卢骑兵很快就压倒了冲向前来的罗马骑兵。罗马骑兵大部被杀，其残部沿河道受到追歼。
在迦太基战线右翼，数量居于劣势的努米底亚骑兵勇敌罗马军左翼骑兵，双方的战斗不分胜负。战线中段，集结起来的罗马军向较为薄弱的伊比利亚、高卢步兵战斗线推进。高卢兵与伊比利亚兵缓慢后退。他们的凸形战线先恢复平直，然后又变成凹形。随着迦太基战线的后撤，越来越多的罗马士兵向中心涌入。这正是汉尼拔所希望的。罗马军挤作一团，连挥动武器都有困难。就在此时，他们发现左右两侧的重武装非洲步兵突然包围他们的两翼并向中央压迫。
在此同时，哈司德鲁巴尔及其凯旋的骑兵显然已绕过罗马全军，从背后攻击与努米底亚部队相对的罗马左翼骑兵。罗马骑兵落荒而逃，努米底亚骑兵策马追击。哈司德鲁巴尔则急急赶去从后面攻击落入圈套的罗马军团，切断其退路。罗马人虽然勇气不减、奋战不息。结果还是成千上万地遭到杀戮。
坎尼战役就此结束，罗马军战死沙场的步兵多达四万，骑兵也有四千，留守罗马大营的一万士兵全数被擒。霍尔沃德在《剑桥古代史》中写道，这是“汉尼拔的最高成就。它以其时机选择上的无比精确，骑、步兵战术的高度协调，表现出它是古代战争史上一个无与伦比的军事艺术典范。”
侥幸脱逃的罗马人不到一万五千名。其中之一正是瓦罗。他的蹩脚战术使汉尼拔事半功倍。死者之中有艾弥利乌斯、一大批下级军官以及八十名元老院议员。这支迄此为止罗马史上最庞大的野战军就此毁灭。为了歼灭这支野战军，汉尼拔付出了死伤近八千人的代价。
坎尼之战表明，灵活机动的侧翼骑兵应该怎样才能利用一位杰出统帅所造成的混乱。这场战争的主要记录者波利比乌斯写道，坎尼之战“给后人留下一个教训，即在实践中，步兵与敌人相差一半，而骑兵则占优势，这比在步兵和骑兵都势均力敌的情况下与敌人交战要好一些”。
然后把时间拉倒扎马战役前夕，迦太基元老院向大西庇阿提出议和。西庇阿期待着一场旷日持久的、破坏严重的战争结束时实现愉快的和平，因而提出了优待条件：迦太基撤离意大利、高卢和地中海上的所有岛屿，放弃对西班牙的任何领土要求，只留下20艘军舰，并交纳一笔以货币和谷物为形式的数量可观但并非沉重的赔偿。与从前和身后的许多战争中的许多胜利者不同，西庇阿没有提出无法满足的条件，从而避免为一场新的战争造成理由。
然而，迦太基人很快就又恢复了信心，并中断了谈判，因为汉尼拔于公元前202年率领2.4万大军在哈马马特湾登陆，那里位于迦太基东南面100空英里左右。虽然马戈在回迦太基的路上死去，但是他的1.2万军队与汉尼拔会师，此外还有来自一个仍然忠于迦太基的努米底亚王国的2000骑兵和菲利浦国王派来的4000马其顿部队。
西庇阿陷入了危险的处境。他的总兵力比敌人少，马西尼萨的所有骑兵和大约5000人的罗马军团远在努米底亚进行巩固马西尼萨新王国的工作。最令人害怕的是，倘若汉尼拔抵达迦太基并利用这座城堡作为活动基地，他将处于对西庇阿的优势。
这时西庇阿做了一件惊人的事情。与一般将帅们不同，他没有将自己的军队置于汉尼拔和迦太基之间，或者采取守势，等待援军到来，而是向着与迦太基和汉尼拔驻地相反的方向进军，沿巴格拉达斯河河谷向西南方行军！
这是战争史上最精明的迂回战略行动之一。巴格拉达斯河谷是迦太基主要的食物、给养和内陆补充兵员的来源。西庇阿每到一座城镇便以突袭方式将其占领，夺取所有谷物和其他食物，把那里的人民当奴隶卖掉。（攻其所必救）西庇阿所打击的不是汉尼拔的军队，而是迦太基负隅顽抗的能力；他确信，迦太基的人民会要求汉尼拔立即追击他，而不等到在迦太基城建立起一个牢固的基地再说。此外，西庇阿每向西南方迈出一步，就离马西尼萨及派遣出去的罗马军团近一些；而马西尼萨所部正以强行军向西庇阿靠拢。
正如西庇阿所预料，迦太基向汉尼拔发出了紧急请求，要他与西庇阿交战，并制止巴格拉达斯河谷中的劫掠。汉尼拔希望在马西尼萨和其余罗马军队抵达之前袭击西庇阿，因而服从了这一要求，抵达了哈马马特湾以西大约70空英里处的扎马。在那里，汉尼拔缺乏一旦战败他在迦太基城中本可获得的增援、机动能力和蔽护所。
西庇阿此时便可自由选择战场，他选中了一处适合于他的骑兵作战并在几码之内有水源的开阔的平原。他还挫败了汉尼拔匆匆与他交战的目的：马西尼萨率领6000步兵和4000骑兵赶到，使他的兵力达到4万人（一说3.6万），汉尼拔的兵力为4万人以上（一说5万）。
西庇阿把他的罗马重装军团放在中央，他的意大利骑兵由拉埃里厄斯率领，位于左侧，马西尼萨的努米底亚骑兵在右侧。后方担任后备力量的是马西尼萨的轻步兵。西庇阿的重步兵组成面对敌人的、分为3排的军团队形，每一排由一系列连队组成，每连120人左右，其左右两侧与其他连队相隔一个连的距离。
然而，西庇阿一反罗马军队的惯常做法，没有把第二条防线与第一排错开，以形成棋盘格式，从而封锁第一条防线的连队之间的间隔，而是将所有3条防线排列成行，在每列队伍之间留出畅通无阻的空隙，以便于前线上的轻步兵在投出投枪和飞镖之后迅速移至后方，并提供一条通路，西庇阿希望迫使汉尼拔在其前线上拥有的80头大象沿着这条路线进攻。
在大象和一道轻装部队屏障后面，汉尼拔部署了他的第一条由重武装步兵雇佣军构成的防线；这些雇佣兵包括利古里亚人、高卢人和摩尔人。在第二条防线上，他布署了他的1.1万迦太基和非洲新兵，以及马其顿部队。在最后一条防线上，他按住他的老兵们不动；他们距离其他部队200码，有2.4万人左右，是汉尼拔可靠的、完好无损的后备力量。在两翼，他布置了他的4000骑兵，努米底亚盟军在左翼，迦太基骑兵在右翼。
汉尼拔在每个方面都对西庇阿占优势，唯一例外的方面是骑兵。西庇阿在创建一支罗马骑兵和吸引努米底亚骑兵这两方面的努力都结出了硕果。
汉尼拔下令他的大象向罗马军队的防线冲锋，战斗便拉开序幕。西庇阿立即指挥他的小号和短号手们一阵猛吹，吓得一些大象掉头冲向汉尼拔的部队。这一出其不意之举使汉尼拔最精锐的骑兵努米底亚骑兵还没有冲锋就陷入混乱。马西尼萨看到机会来了，便发动了一场反击，使努米底亚人败走，把汉尼拔的左翼暴露出来。马西尼萨离开战场去追击。
剩下的大象冲击了罗马轻装步兵，踩死许多人；但是，连队之间的通道为幸存者撤退提供了一条道路。大象们采取了抵抗力最弱的路线；一些大象沿着通畅的通道猛冲过去，而另外一些被飞镖赶出通道，逃向迦太基军队的右翼，使那里的汉尼拔骑兵乱了阵脚。
在混乱最严重的时刻，拉埃里厄斯向迦太基骑兵发起攻击，迫使他们不顾一切地逃走，从而使汉尼拔的右翼暴露出来。罗马骑兵也离开战场追击敌人。汉尼拔的两侧暴露无遗。但是，西庇阿明白，面对汉尼拔的后备部队，包围敌人是不可能的；因此，他将自己的整个阵线向着迦太基军队正面压过去。
最初高卢人、利古里亚人和摩尔人占据优势，因为他们善于进行小规模战斗。但是，他们无法突破罗马人的防线，罗马军团士兵密集阵势的压力迫使他们后退。由于感到自己被弃于危难之中，前线上的士兵们掉头逃亡，但却被迦太基人密集的第二条防线所阻挡；这条防线正在向前推进，不想因为让被击溃的第一条防线透过它撤退，从而破坏它的秩序。第一条战线的成员们要么阵亡，要么绕过第二条防线的侧翼逃亡。
这时，迦太基人的第二条阵线迫使罗马军队后撤，造成大量流血。虽然罗马人开始动摇，但是他们的阵线比迦太基人的长，并且与其重叠；因此，他们逐渐地瓦解了迦太基人的阵线。由老兵们组成的第三条阵线不许第二条阵线穿过，因而这些残兵败将只得绕过第三条阵线逃亡。
此时罗马人触及了迦太基军队的中坚——仍然精力旺盛并由汉尼拔亲自指挥的老兵们。西庇阿察觉到自己所面临的危险，急忙鸣金收兵；罗马军团士兵的纪律性很强，因而他们全都服从了这一命令。
西庇阿认识到，他的步兵不如敌人的第三条阵线上的人数多（大概有1.8万人左右），因而无法使自己的阵线在密集的敌军面前固若金汤。连队之间的空隙现已成为一个不利条件。他还认识到，他的打击应当尽可能集中，但是打击面也应当尽可能宽。
因此，他命令第二条战线弥补第一条战线上的空档，第三条战线迅速向两翼外围移动，从而形成一条由6横列组成的长长的阵线；这条阵线此时与迦太基人的前沿相重叠。（分析、决断、抓重点能力的再一次体现。）
此时，罗马人便向这些善战的老兵进攻。在这两位出色地利用了现有资源的伟大军事家之间进行的这次惊人较量中，决胜的关键在于哪一方实力先消耗光。汉尼拔倚重其老兵。西庇阿已命其骑兵尽快中断对敌人骑兵的追击，反过头来袭击汉尼拔阵线的后部。他把他的军队孤注一掷地投入到这场反击中。倘若西庇阿的骑兵不及时返回，较为薄弱的罗马阵线最终将被坚实得多的迦太基阵线所突破，但是在西庇阿的指挥下，罗马一方执行力可怕得吓人。
这支骑兵攻击了迦太基人的后部，从而使汉尼拔军队注定了失败命运。汉尼拔损失惨重，1.8万多人阵亡，几乎同样多的人被俘。汉尼拔自己和另外一些残兵败将溜走了。西庇阿损失了2500多人；这一较低数字反映了一个事实，即古代战争中主要的损失发生在军队阵形被突破和兵士逃亡的时候。在这种情况下，战斗几乎变成了对无组织的、往往不抵抗的士兵的屠杀。
这场战斗本身使得两位跻身于人类全部历史上最伟大的将帅之列的人物对阵厮杀；双方都做出了精心安排。汉尼拔用大象开路，企图突破罗马人的阵线，使敌人陷入混乱。他迫使罗马人在决定性的最后战斗之前，在与两条阵线的拚杀中累得精疲力竭并失去锋芒。
只有两个因素使战局转向有利于罗马人的方向，即西庇阿用号角来吓唬大象的英明决策；更重要的是罗马骑兵的优势。具有讽刺意味的是，曾经向古代世界显示了骑兵所能带来的灵活机动性和突击力量的人，竟会被这一武器打败。
