Cayo Lelio, al mando de la escuadra romana, tomó posiciones controlando con las naves la mitad del perímetro de la ciudad. A la vez, Escipion comenzó el asalto a las nueve de la mañana. Magón, el comandante de la ciudad, dividió su cohorte de mil hombres; dejó la mitad en las acrópolis, (Monte Molinete) y situó los restantes al pie de la colina oriental. Tomó a los demás y armó a los más robustos, unos dos mil, con las armas que quedaban en la ciudad. A estos los situó en la puerta que conducía al brazo de tierra y hacia el campamento enemigo. En el mismo momento en que Escipión, a toque de corneta, ordenó el asalto, Magón hizo salir por la puerta a su gente armada, creído que así aterrorizaría al enemigo y haría fracasar totalmente su tentativa rompiendo el cerco romano, pero el choque terminócon victoria de los legionarios de Escipión, superiores en número y preparación. El repliegue, a punto estuvo de dejar abiertas las puertas de la muralla y de facilitar el acceso a los propios soldados romanos. Escipión quiso aprovechar ese pánico para intentar un asalto a las murallas. Pero resultaba inútil por que las murallas eran excesivamente altas. Al menos distraía fuerzas mientras el simultáneo ataque se producía sobre las defensas que se orientaban hacia la bahía.
El asalto conjuntado por mar se hizo aprovechando la bajamar, lo que permitía a los soldados vadear la playa desde las naves hasta los muros. Dispuso en la orilla del lago quinientos hombres con sus correspondientes escaleras e hizo descansar al resto cerca de la puerta y del istmo. Tras una arenga Escipión les entregó más escaleras que las que tenían antes, de manera que en el muro pulularan asaltantes por todas partes. Entonces, sorprendidos por la avalancha romana que llegaba de una y otra parte, provocaron el general desconcierto y acabaron pronto con toda resistencia púnica. Hubo matanza y saqueo general. Magón, que se había refugiado en la ciudadela, pactó pronto con la solo exigencia de que fuera respetada su vida.
La caída de Cartago Nova suponía el mas rudo golpe para la seguridad de los cartagineses en la Península. Escipión en cambio encontró un centro estratégico primordial con su arsenal, sus ricas minas de plata y sal, estaba rodeada de fértiles campos de cultivo; sobre todo esparto y materia de primer orden para la navegación y el comercio. Allí guardaban sus tesoros y rehenes en número de 300, provenientes de todas las tribus hostiles o aliadas. Allí encontró Escipión el modo de compensar a sus soldados con rico botín y el mismo pudo retirar para el tesoro romano 276 libras de oro, 18.300 libras de plata, amén de innumerables objetos de oro y plata, gran cantidad de otros metales, 40.000 modios de trigo, 270.000 de cebada y análogas cantidades de otros víveres y materiales de todo tipo; la escuadra cartaginesa allí anclada y otras naves de carga pasaron a sus manos juntamente con 2.000 artesanos de máquinas de guerra y constructores de barcos. Con habilidad política, Escipión procedió inmediatamente a liberar a los rehenes y a entregar la ciudad a los propios habitantes a quienes los generales cartagineses tenían condenados a una situación de esclavitud. La ciudad había sido conquistada.
