Аммиан пишет, что в течение этого продолжительного затишья пехота германцев испустила громкий крик. Варвары требовали, чтобы цари и царевичи спешились и сражались с основными силами своих соплеменников. Это вызывает ассоциации с римскими диктаторами — им запрещалось ездить верхом, поэтому они всегда становились с фалангой. Хонодомарий спешился первым и встал среди своих воинов. Этот эпизод напомнил столкновение Юлия Цезаря с гельветами в 58 г. до н. э. или Агриколы при горе Гравпий в 84 г. Другие германские вожди тут же последовали примеру Хонодомария.

Когда протрубили сигналы с обеих сторон, армии начали сближаться и метать друг в друга дротики и стрелы. Затем германцы, испустив боевой крик, устремились вперед. Они сначала сошлись с римской кавалерией, и бой шел с переменным успехом. Затем, пока римские катафракты отдыхали и перестраивались, их командир получил ранение. Почти в то же самое время один из коней рухнул от усталости, веса седока и своей брони. Эти незначительные инциденты породили внезапную панику, и целое подразделение обратилось в бегство. В замешательстве большая часть остальной римской кавалерии присоединилась к отступавшим катафрактам, и они помчалась к римской пехоте.

Наступил опасный момент, поскольку если бы паника перекинулась на пехоту, весь фланг мог бы рассеяться. К счастью, пехота оказалась на высоте и сохранила свое боевое построение, когда на нее обрушилась масса всадников. Юлиан заметил опасность и прискакал со своей охраной, чтобы собрать бегущие войска. Местонахождение полководца определялось пурпурным «драконом» (draco) — бронзовой головой животного с разверстой пастью, за которым развевалось нечто, напоминавшее ветроуказатель. Эта разновидность знамени была позаимствована у народов, живущих на берегах Данубия во II веке. На колонне Траяна изображено, как «дракон» развевается над головами даков и других варваров.

Один из кавалерийских трибунов увидел своего полководца и, устыдившись, остановился и принялся собирать вокруг себя бойцов. Аммиан сравнил действия Юлиана с известным случаем, когда Сулла остановил бегущих, велев им идти и объявить, что они оставили своего полководца в одиночку сражаться в Азии. Однако было очень непросто снова обрести контроль над отступавшими войсками. Даже Юлию Цезарю пришлось очень нелегко в битве при Диррахии. Часть кавалеристов снова построилась вокруг Юлиана, а остальные собрались под защитой тяжелой пехоты, но многие, весьма вероятно, покинули поле боя. Нет никаких упоминаний о том, что кавалерия сыграла какую-то роль в дальнейшем бою. Возможно, это говорит о том, что оставшиеся всадники утратили боеспособность. Однако также нет никаких указаний на то, что конница алеманнов угрожала флангам римской пехоты, поэтому не исключено, что достаточное количество кавалеристов собралось с духом и выполнило свою задачу.

По всему боевому фронту кипел яростный бой, в воздухе свистели дротики и стрелы, воины сближались и схватывались врукопашную. У римлян был отряд вспомогательных войск, состоявший из корнутов и их родственного подразделения бракхиатов. Аммиан описывает как эти солдаты испустили традиционный германский боевой клич, «барра» (barritus), который поначалу был низким и постепенно достиг крещендо. Кричали ли они, потому что сами были германцами, или просто знали, благодаря долгим годам, проведенных в боях, что германские воины считали подобный вопль устрашающим, выяснить невозможно. Вскоре еще два вспомогательных подразделения, батавы и ударный отряд, который назвали «цари», были введены в бой, вероятно, по приказу Юлиана или одного из его старших офицеров. На некоторое время положение стабилизировалось, пока самые решительные германцы под руководством нескольких своих царей не ринулись в отчаянное наступление, увлекая за собой остальных. Часть римских войск отступила, варвары прорвались через первый ряд и собрались напасть на резервы.

Основной удар этой атаки пришелся на стоявший в центре второго ряда легион. Эти солдаты выстояли и постепенно стали теснить алеманнов. Некоторое время германцы продолжали сражаться с яростью, но их потери росли, и вскоре боевой пыл варваров внезапно иссяк. Основная масса германцев дрогнула и обратилась в бегство, а римляне кинулись их преследовать. Когда алеманны стали кидаться в реку, ища спасения, Юлиан подумал, что его войска понесут потери, если ринутся вслед за бегущими. Цезарь вместе со своими офицерами галопом прискакал на берег реки, чтобы остановить своих солдат. Римляне стали метать дротики и выпускать стрелы в германцев, пытавшихся переплыть Рейн. Во время первоначальной неразберихи Хонодомарию удалось ускользнуть, но вскоре его нашли в роще, в которой он спрятался, и взяли в плен.

Юлиан одержал крупную победу в своем первом серьезном бою. Римляне отошли к своему лагерю, сооруженному в спешке, с импровизированными укреплениями из выстроенных в ряд щитов. Выяснилось, что они потеряли убитыми 243 солдат и четырех трибунов. О количестве раненых Аммиан ничего не сообщает. Зато утверждает, что на поле боя было насчитано 6000 вражеских трупов, и еще многие погибли во время преследования или утонули в Рейне. Когда римская армия праздновала свою победу, солдаты стали провозглашать Юлиана Августом. Цезарь незамедлительно отчитал своих солдат и публично поклялся, что у него нет подобных амбиций, ибо он вполне удовлетворен своим нынешним положением. При дворе было немало людей, готовых разжечь в Констанции подозрения и оклеветать молодого полководца, но пока что Август только с радостью приписал себе поражение алеманнов и объявил об этом в своем эдикте. Аммиан утверждает, что Констанций даже заявил, что лично присутствовал на поле брани и командовал армией, и что в конце боя плененный Хонодомарий был приведен к нему, а не к Юлиану.

Цезарь намеревался закрепить свою победу в Галлии. Для этого он решил перейти Рейн и заняться опустошением земель алеманнов. Поначалу некоторые солдаты не желали идти дальше, полагая, что кампания уже закончилась. Юлиан произнес речь и сумел переубедить подчиненных. Построив мост через Рейн, он повел колонну в карательную экспедицию. Алеманны колебались, не зная, что делать. Сначала они склонялись к тому, чтобы заключить мир, а затем решили сражаться за свою родину, и на возвышенности напротив позиций римлян начала собираться армия союзных племен. Ночью Юлиан посадил 800 человек на небольшие лодки и отправил их на 2,5 мили вверх по реке, где они высадились и принялись грабить и жечь близлежащие деревни. Это неожиданный удар заставил варваров покинуть свои удобные позиции. Германцы снова пали духом, и римляне не встретили никакого сопротивления во время своего продвижения. Они забирали у местных жителей скот, зерно и предавали постройки огню.

Пройдя десять миль, они подошли к лесу, где, по сообщению дезертира, большой отряд германцев собирался напасть на римлян из засады. Юлиан продолжал движение, пока не увидел, что главные пути перегорожены баррикадами из сваленных деревьев — верный признак того, что германцы собираются совершить нападение, если римляне двинутся дальше. Стояла ранняя осень и начало холодать, поэтому Юлиан решил отступить, а не рисковать, вступая в бой в неподходящих условиях ради возможной, возможно, очень небольшой, добычи. Он двинулся к ближайшему заброшенному форту, построенному еще Траяном. Солдаты принялись восстанавливать укрепления. В этой крепости решили оставить гарнизон и ему выделили провиант. Увидев, что римляне планируют обосноваться на их земле, алеманны тут же стали искать мира, который Юлиан поначалу предоставил на десять месяцев трем царям, которые явились к нему.