雖然特雷比亞河隻是一條溪穀，但是雨水使得河水大漲。涉河而過的羅馬士兵肚子裏沒有一點食物，還被河水浸得渾身濕透。相反，漢尼拔的士兵們不僅吃飽喝足，還在烤暖的身體上抹了油，作好了充分準備來抵禦寒冷與雨水。羅馬執政官塞姆普羅尼烏斯沒有時間考慮這些。羅馬軍在匆匆離開總司令官身邊的將官們的指揮下，布好了陣型。一看就知道，他們沒有吸取提契諾戰役的教訓。
羅馬軍隊的兵力包括來自羅馬和各同盟城市的士兵合計有4萬人。其中，騎兵4000人。
漢尼拔軍隊主力加上高盧士兵，共計3.8萬人。由於高盧士兵的加入，騎兵達1萬人。
應該說，步兵的戰鬥勢均力敵。但是，騎兵的戰鬥相差懸殊。
從陣型上來看，羅馬方麵按常規，依然把軍隊的主力重裝步兵部署在中央，以期突破敵人的中央。相反，漢尼拔把高盧步兵團部署在中央，在兩翼，越往外戰鬥力越強。
根據漢尼拔軍的陣型，他的意圖一目了然。他要實施包圍戰，包圍戰意味著把敵人的主要戰鬥力量化解為非戰鬥力量。這是戰術的根本。
隻有辛辛苦苦帶來的大象辜負了漢尼拔的期望。生於南國的巨大“戰車”雖然越過了阿爾卑斯山，但是，它們終究不敵意大利北部的寒冷。那些被羅馬輕裝步兵射出的箭刺傷而狂躁不已的大象，不僅沒有打亂敵人的陣型，還把自己的騎手震落在地，四處亂竄。好在，除此之外，一切都在漢尼拔的掌控之中。
羅馬軍隊引以為傲的重裝步兵團盡管腹中空空，渾身濕透，條件險惡，但是他們的攻擊力相當驚人。冒著夾雪的雨，他們奮力殺向敵人中央。很快，迦太基軍的中央被擊破。兩側是來自同盟各國的步兵，他們麵對西班牙和利比亞步兵展開英勇的戰鬥。步兵之間的戰鬥在羅馬軍隊占上風的情形下進行。然而，隨著時間的推移，饑餓、渾身濕透、寒冷等不利因素向英勇奮戰的羅馬步兵襲來。同時，在兩軍騎兵的交鋒中，羅馬方麵也漸顯下風。
當騎兵被擊退後，羅馬軍隊完全暴露在敵人麵前。漢尼拔步兵從兩翼向他們包抄上來。接著，騎兵隊在趕走羅馬騎兵後，也從後麵逼近。同時，一直藏在灌木林中的馬可尼，帶著2000人也出現在羅馬軍的身後。雖然因為漢尼拔部署在特雷比亞河高盧步兵高盧步兵特雷比亞會戰（上圖：戰鬥前期的展開；下圖：戰鬥後期的展開）漢尼拔戰記中央的高盧步兵實在太弱，相反羅馬重裝步兵又過於強大，所以，包圍圈沒有像畫中描繪的那樣完美。但是，無疑4萬羅馬軍被包圍了。
包圍圈一點點地在縮小，羅馬士兵揮劍戰鬥的空間不斷地在縮減。迦太基士兵從外側，開始一個接一個地血刃羅馬士兵。要避免全殲的結局，隻有一條路，那就是突破敵人最弱的中央，逃出去。身處軍隊中心的執政官塞姆普羅尼烏斯一聲令下，羅馬軍隊全力向前突圍。高盧士兵戰鬥的爆發力很強，但是持續性極差，擊潰他們並非難事。但是，騎兵圍住的背後幾近銅牆鐵壁。成功突破敵人中央，在下遊渡過特雷比亞河逃回皮亞琴察的僅剩下區區1萬人，2萬名士兵身陷重圍。
向他們發起進攻的迦太基士兵，已經不是在戰鬥，而是在殺戮。有不少人突破重圍逃了出來。但是，在逃回營地的途中，跳入特雷比亞河時，大部分被敵人騎兵追上，遭到殺害。特雷比亞河河麵被他們的鮮血染成了紅色。
提契諾戰役的失敗，因為是兩軍騎兵偶遇發生的戰鬥，羅馬可以不承認自己失敗。但是，特雷比亞之戰是兩軍的正式交戰，全體步兵和騎兵都加入了戰鬥的行列，因此羅馬不得不承認自己完敗。應該說，漢尼拔在特雷比亞之戰中的勝利，不是士兵戰鬥力的勝利，而是一次戰術上的勝利。
作為失敗方，羅馬方麵陣亡者達2萬人，成功突破中央逃回皮亞琴察的士兵1萬人，其中包括執政官塞姆普羅尼烏斯。加上留下來守衛營地的士兵，羅馬方麵的幸存者人數據說超不過1.5萬人。餘下的人成了漢尼拔的俘虜。