Zenobia var fortsatt i Antiokia med sin sønn, og Zabdas fikk lurt henne ut om natten, og dro med restene av hæren mot Emesa. Aurelianus fulgte etter. I henhold til Zosimus hadde hun samlet en hær på rundt 70 000 menn for et andre forsøk mot romerne. Antallet på den romerske hæren er ukjent, men antagelig av tilsvarende størrelse. Aurelianus forsøkte samme taktikk på nytt, men denne gangen lot ikke Palmyras kavaleri seg lokke etter, men angrep isteden direkte mot romerhæren og drepte dem i stort antall. Det kunne ha ført til seier om ikke resten av Palmyras hæren lot seg spre utover og angripe enkeltvis. Aurelianus så straks muligheten og lot sitt infanteri angripe og spre fienden. De som ikke ble drept flyktet i stort antall. Zenobia var innenfor Emesa murer, men tok i sjansen på byborgernes lojalitet og flyktet mot Palmyra. De penger hun hadde med seg måtte hun dumpe fra seg, og som ble plukket opp av romerne. Aurelianus forfulgte henne tilbake til hennes by hvor hun befestet seg. og ble beleiret.