Битва началась со столкновения легкой пехоты с обеих сторон. Ганнибал послал вперед более опытных болеарских стрелков, а Семприоний Лонг — юных велитов. Но сразу обнаружилось, что римские воины уступают карфагенским, так как они замерзли и устали от стычек, в которых участвовали с самого утра, а римские метатели дротиков уже использовали большую часть дротиков. Поэтому и стрелки, и велиты быстро отступили за вторую линию своих войск. В бой вступили тяжеловооруженные воины, однако слоны задержали наступление римлян на флангах. В центре же римляне стремительно врезались в галльскую пехоту, оторвавшись при этом от своих флангов. Тогда нумидийская конница опрокинула конницу римлян и обрушилась на фланги римской пехоты.
Римляне упорно защищались. Но в тыл им ударил карфагенский отряд из засады. Возникла парадоксальная ситуация: задние ряды римлян были смяты, но передние в это время прорвали боевую линию карфагенян. Как писал Полибий, "задние ряды римлян, сражавшихся в центре, сильно пострадали от нападения воинов из засады; а те, что были впереди, воодушевляемые трудностью положения, одержали верх над кельтами и частью ливиян и прорвали боевую линию карфагенян". (Полибий. Всеобщая история. СПб., 1995. Т.1. С. 309.) Это позволило 10 тысячам римлян отступить к Плаценции в боевом порядке и спастись.
Таким образом, успех карфагенской армии был тщательно подготовлен Ганнибалом. Он заставил римлян поверить в легкую победу и выйти на открытую местность. Успех сражения решила засада, устроенная им на открытой, но пересеченной местности.
Ганнибал отпустил пленных из числа союзников римской армии без выкупа. Это произвело сильное впечатление на союзников римлян: обычно пленных беспощадно истребляли или продавали в рабстве» Ганнибал старался показать, что воюет не против италиков, а против Рима.
После битвы на Треббии против Рима восстала большая часть Цизальпинской Галлии, и Ганнибал стал хозяином Северной Италии. За зиму 218–217 года он создал из кельтов новую армию: свыше 60 тысяч пехоты и 4 тысячи конницы влились в карфагенское войско, которое насчитывало теперь столько же солдат, сколько было в начале похода в Испанию. (История Древнего Рима. М., 1993. С. 81.) Но в целом добиться распада римско-италийского союза Ганнибалу не удалось.
Победа на реке Треббия открыла дорогу карфагенянам на Рим, чем они не воспользовались этим и остались зимовать в Галлии.
Тиберий после сражения на Треббии сообщил в Рим неопределенное известие о том, что сражение было, но победе помешала плохая погода. Но вскоре римляне узнали правду о поражении и, ужаснувшись потерям, начали приготовления к новым битвам 2-й Пунической войны.
