然而，攻防戰的時間拖得越長，犧牲越多，形勢對兵力不足的一方就愈發不利。當波斯軍建造了高過城牆的攻城工事、從上至下壓過來時，戰鬥就變成了肉搏戰。城內既沒有安置陣亡者的場所，也沒有人手處理這些事情。城中屍體遍野，從而引發了疫情，戰鬥力一路衰退。最可怕的事情終於發生，城牆倒塌了。雖然倒塌的城牆隻是一小片，但這好似堤壩決口，波斯軍猶如狼入羊圈般地攻進城內，羅馬軍幾乎全軍覆沒。
阿米阿努斯決定逃出城外，與他同行的隻有兩名士兵。三人在沒有馬匹的情況下，靠著雙腳幸運地逃脫了。他們一直跑到阿米達城外15公裏處，靠近羅馬大道邊上的國營郵局，才算鬆了一口氣。郵局已遭破壞，空無一人，所幸水井還在。由於汲水的工具也遭破壞，其中的一名士兵隻好撕開綁在頭盔下的布條，垂入井中，三人輪流吸吮著布條上的水解渴。
阿米阿努斯等三人沿著山嶽地帶一路逃跑，最後來到了幼發拉底河附近。在那裏，他們遇到了一隊巡邏的羅馬騎兵，被帶回美利提尼基地，阿米阿努斯終於又見到了久違的老長官烏爾希西努斯。
經過波斯軍73天的攻擊，阿米達終於陷落。根據沙普爾的命令，城中一半人被殺，剩餘的做了俘虜，被押送到美索不達米亞的中部地區。他們將作為修建蘇珊城的勞役。除此之外，好像還有部分士兵也像阿米阿努斯一樣成功地逃離了阿米達，但都下落不明。
當初阿米阿努斯在前往阿米達的途中，曾經遇見過一名退役的羅馬兵。他是魯特西亞（巴黎）出身的高盧人，之前被派到敘利亞執勤。他自稱是在沙漠行軍中與大隊走散，實際上可能是逃兵。羅馬士兵在無法歸隊的情況下，大多會與在當地結識的波斯女子結婚，就此落戶生根。那些參加阿米達攻防戰、僥幸脫身的高盧士兵，有些人最終的命運可能會與這位巴黎出身的士兵相似。
阿米達城在2萬名勇士的頑強奮戰之下，終究不敵。作為勝利一方的波斯軍，同樣付出了慘重的代價。73天的攻城戰，波斯軍的陣亡人數據說達3萬人之多，這意味著，參戰的每3名士兵中就有1人陣亡。不過話說回來，沙普爾國王不惜一切代價攻下阿米達城的決定，是非常正確的。
占領阿米達，意味著北美索不達米亞的羅馬防線被撕開了一個口子。所謂的“防線”，要完整連接才能發揮其功效，哪怕隻出現一個缺口，就不複存在。
如果任由事態繼續惡化，那麼北美索不達米亞，這個戴克裏先皇帝強迫波斯默許、君士坦丁大帝不顧高齡依然禦駕親征的軍事戰略重地，將在大帝的兒子君士坦提烏斯的手上再次易主。此刻的君士坦提烏斯，再也無法悠然地待在米蘭或多瑙河畔的城市享清福了。
尤裏安奮起
君士坦提烏斯聽聞阿米達城陷落，決定親自率軍遠征波斯。既然是皇帝親征，又遭受了阿米達之戰敗北的奇恥大辱，那麼這次戰爭的目的就不僅僅是單純的收複失地。縱觀以往的戰爭，皇帝們親自率軍的戰役，在攻下波斯的首都泰西封、大肆破壞敵人的大本營之後，會主動撤軍，最終目的是再度鞏固以北美索不達米亞及其北方的亞美尼亞王國為最前沿的帝國東部的“防線”。打這種大規模的戰役，首先要投入能夠與敵軍10萬人馬相匹敵的軍力，再者，由於攻擊的目標，即敵人的首都，位於美索不達米亞中部，因此事先必須安排好後勤供給線，這是在敵方作戰必不可缺的條件。對於來自歐洲的羅馬軍隊而言，在環境陌生的中東沙漠地帶作戰，有著先天不足的劣勢。因此，準備10萬大軍，並非為了滿足總司令官皇帝的虛榮心，的確是形勢所迫。
如果君士坦提烏斯時代仍舊延續了由戴克裏先皇帝創立、君士坦丁大帝繼承的增兵政策，那麼當時羅馬軍的總人數應該在60萬人左右。就算除去防守各地所需的兵力，聚集10萬大軍遠征東方，並非一件難事。正因為如此，後世的史學家才會將君士坦提烏斯向尤裏安借兵一事，看成是正帝故意打壓副帝。事實上，公元359年抵達高盧的一紙諭令，的確讓副帝錯愕不已。皇帝要求他派往東方戰場的兵力見下：