Aëtius dachte jedoch nicht daran, dem Hunnen nachzugeben und damit seine eigene politische Position im Westreich aufs Spiel zu setzen. Daraufhin fiel Attila im Frühjahr 451 in Gallien ein. Als weiterer Vorwand diente ihm ein Streit um die Herrschaftsnachfolge bei einem fränkischen Stamm. Die genaue Route von seinem Hauptlager in den Westen ist unbekannt, doch sind die überfallenen gallischen Städte recht gut belegt. Augusta Treverorum wurde von den Hunnen bedrängt, am 7. April fiel Metz, bald darauf Reims. Der Zug ging weiter über Troyes in Richtung Orléans, das Attila vergeblich belagerte. In diesem Raum stellte sich Aëtius den Hunnen entgegen. Obwohl er nur über einen Bruchteil des alten weströmischen Heeres verfügte (nicht zuletzt wegen des Fehlens von Einnahmen aus Africa und Hispanien, wo germanische Stammesgruppen die Herrschaft übernommen hatten), gelang es ihm, einen effektiven Widerstand zu organisieren, wobei er sich vor allem auf die in Aquitanien angesiedelten Westgoten verließ. Sie traten kurz vor der Entscheidungsschlacht auf die Seite des Aëtius, wenngleich ihr Verhältnis zum Heermeister in der Vergangenheit angespannt gewesen war. In der Schlacht auf den Katalaunischen Feldern, deren Ort meist bei Châlons-en-Champagne vermutet wird, schlug Aëtius in der zweiten Junihälfte 451 Attilas Vielvölkerheer mit einem ebenso gemischten Kampfbündnis aus Römern, Westgoten und anderen Germanen unter hohen Verlusten zurück. Die diesbezüglichen Angaben schwanken, zuverlässige Zahlen sind kaum zu ermitteln.