Когда первая волна конных гуннов схлынула, Теодорих на правом фланге войск Аэция атаковал противостоящих ему остготов. В беспорядочной схватке он был убит, но визиготы не остановили натиска и продолжали теснить противника. На левом фланге сам Аэций стал теснить гепидов и гуннов, пробиваясь к блокированному Торисмунду. Таким образом, войско Аэция стало медленно, но неуклонно охватывать фланги гуннов. Гунны и их союзники оценили ситуацию и заколебались.
К ночи преимущество уже обозначилось на стороне войск Аэция. Торисмунд спустился с высот и атаковал укреплённый гуннский лагерь. Конный резерв, посланный Аттилой, отбил визиготов. С приходом темноты визиготы на левом фланге войск Аэция окончательно опрокинули остготов. В целом сражение заканчивалось вничью. Ночь не позволяла продолжать бой, и Аттила скомандовал общее отступление.
Отдельные яростные схватки продолжались всю ночь, поскольку днём во время боя силы противников сильно перемешались и теперь, возвращаясь в лагерь, гунны постоянно натыкались на группы визиготов, франков и аланов. Некоторым воинам казалось, что это призраки продолжают битву.
Аэций приказал своему левому флангу быть наготове, а сам попытался за ночь реорганизовать свой исковерканный центр. Но в темноте он наткнулся на какой-то гуннский отряд и вынужден был ускакать в лагерь визиготов, ориентируясь на бивачные костры. Там он провёл ночь.
На другой день Аттила ожидал наступления Аэция на гуннский лагерь и приготовился сражаться до конца. Он велел свалить в одну кучу все деревянные сёдла, развести огромный костёр и готов был взойти на него, чтобы не даться живым в руки врагам.
Визиготы, против которых официально был направлен изначально поход Аттилы, готовились добить его, с нетерпением ждали приказа атаковать лагерь. Аэций в это время советовался со своими военачальниками и вождями племён. Возмужавший среди гуннов и готов, он считал первых гораздо менее опасными для Империи. Они не восприняли римского образа жизни. Отбитые, они уйдут обратно в степи пасти своих кобылиц. Победители-готы, вкусившие блага цивилизации, после уничтожения гуннов могли стать непреодолимой силой, переполняющей Галлию. Из-за Рейна к ним могли подойти германоязычные собратья. Эти не уйдут, они расселятся на землях Империи, их очень много. В Галлии их уже большинство…
Аэций не атаковал. Он даже не блокировал лагерь неприятеля, давая гуннам полную возможность уйти за Рейн. На совете Аэций намекнул сыну Теодориха Торисмунду, оставшемуся после смерти отца главным претендентом на королевскую корону визиготов, что ему будет трудно укрепиться на королевском престоле, если большинство его воинов поляжет в новой битве. И Торисмунд увёл свои войска на Тулузу, пошёл садиться на королевский престол. Нечто подобное наговорил Аэций и франкам, и франки засобирались домой, вспомнив о неотложных делах и как бы забыв об Аттиле.
В общем, Аэций позволил гуннам уйти на восток. Он всё ещё предполагал использовать их в будущем против алчных и упорных германцев.
Потери обоих войск были огромны. Готский историк VI в. Иордан говорит, что на Каталаунских полях пало 165 тыс. человек.
Надежды Аэция не оправдались. После поражения на Каталаунской равнине гунны вторглись непосредственно в Италию (452 г.). Они взяли крепость Аквилею и опустошили всю долину реки По. У самих римлян не было сил защищать Италию. Они предложили Аттиле огромный выкуп за уход из Империи. Аттила, в войске которого началась эпидемия, согласился.
В 453 г. Аттила умер во время своей свадьбы с бургундской красавицей Ильдико. В следующем 454 г. гуннская держава развалилась. Лучшие её воины, стержень, сдерживающий объединение племён, были перебиты на Каталаунской равнине. Дальнейшее продвижение тюркоязычных племён на запад было остановлено, остатки римской цивилизации сохранены. Важным результатом всей цепи событий является сохранение в Западной Европе христианства.
Созданное Хлодвигом государство франков было непрочным из-за постоянной вражды между родовой знатью. Потомки Хлодвига, короли династии Меровингов, вырождались, они вошли в историю под названием «ленивых королей», так как ничем себя не прославили. Большую роль стало играть королевское окружение, дружина и управители хозяйства. Не доверяя представителям знати, «ленивые короли» опирались на своих рабов и вольноотпущенников; создаваемая франкским двором новая категория военного сословия во многом происходила как раз из этих слоёв, королевских рабов и вольноотпущенников. Знать стремилась удержать под своим контролем управление государством. Большую роль приобретает должность майордома — управляющего королевским двором. Эту должность прибирают к своим рукам и передают по наследству представители австразийской знати (Австразия — область на севере современной Франции). Начало новой «династии» майордомов кладёт Пипин Ланденский. Постепенно майордомы становятся реальными правителями всего государства франков. Правнук Пипина Ланденского, Пипин Карл, получивший впоследствии прозвище Мартелл (т.е. молот), пришёл к власти, занял пост майордома в 717 г. Походами на север во Фризию, на восток, в Алеманию и Бургундию, на юго-запад, в Аквитанию, он вновь объединил и укрепил расшатанное Франкское королевство.