Brennus relève le défi. Après avoir pris et saccagé Clusium, il décide de marcher sur Rome à la tête de ses troupes. La tradition romaine a conservé un récit détaillé mais très suspect de cette invasion. Lorsque le Sénat romain est informé de ces événements, il lance un appel aux armes à tous les citoyens romains, afin de constituer une armée qui arrêterait les Gaulois. L'affrontement entre les deux armées ennemies a lieu le 18 juillet -390 sur la rive gauche du Tibre, à l'endroit où se jette un modeste affluent, le ruisseau appelé "Allia", (peut-être le Fosso Maestro, près de Marcigliana), qui donna son nom à la bataille (Bataille de l'Allia). L'armée romaine, mal préparée, est terrassée par l'armée gauloise, plus expérimentée et avide de vengeance. La défaite fut si grave que le 18 juillet (le "Dies Alliensis") fut dès lors considéré comme un jour néfaste dans le calendrier romain.