Дожидаясь ответа из столицы, полководец дал воинам отдохнуть и залечить раны, сам же продумывал тактику штурма. Защитники тем временем сосредоточили силы на том, чтобы по возможности отстроить обрушенный участок городских стен. Новый штурм был предпринят, судя по всему, уже после получения из Карфагена известий о том, что правительство поддерживает действия Ганнибала. Желая повысить боевой дух своих воинов, военачальник обратился к ним с речью, пообещав отдать им всю захваченную в городе добычу. Мера возымела действие – бойцы «до такой степени воспылали рвением, что, если бы сигнал к наступлению был дан тотчас же, никакая сила, казалось, не могла бы им противостоять» (Liv. XXI, 11, 4). Очередной приступ пунийцы вновь повели с нескольких направлений, заставив защитников распылить силы по всему периметру городских стен. Решающую роль должен был сыграть отряд во главе с самим Ганнибалом, находившийся в необычайно большой осадной башне, которая возвышалась над всеми укреплениями города. Ведя интенсивный обстрел крепостных стен из расположенных на ней метательных машин, карфагеняне заставили защитников покинуть стены. Это позволило пятистам вооруженным топорами ливийцам разрушить скрепленную глиной древнюю крепостную стену и устремиться в образовавшийся пролом. В пределах городской черты карфагеняне заняли высившийся над всей округой холм, стянули туда катапульты и баллисты и надежно укрепили свои позиции. Имея лагерь внутри города, они получили возможность не только беспрепятственно обстреливать кварталы, но и постепенно теснить защитников, захватывая все новые и новые части города.
Единственным лучом надежды для Сагунта стало восстание племен оретанов и карпетанов, возмущенных жестокостью пунийцев, которые насильно набирали наемников в свое войско. Однако Ганнибал не дал восстанию разрастись, быстрым ударом подавив выступление и ликвидировав его зачинщиков. Штурмом города тем временем руководил талантливый командир по имени Махарбал, сын Гимилькона. Он столь умело повел дело, что никто не заметил отсутствия Ганнибала, ведь карфагенянам удалось победить в нескольких схватках и разрушить стены города еще на одном участке. Вернувшемуся вскоре Ганнибалу оставалось довершить начатое, и, захватив часть акрополя, он стал планомерно захватывать город, в котором к тому же начался голод. Положение сагунтийцев было отчаянным, полное поражение было лишь вопросом времени, что заставило их представителей искать возможность начать переговоры с пунийцами. Один из горожан по имени Алкон, по собственной инициативе прибыв к Ганнибалу, стал умолять карфагенского полководца пощадить город. Мольбы оказались напрасны; будучи уверенным в своих силах, карфагенянин выдвинул столь жесткие условия капитуляции, что Алкон не решился даже сообщить о них согражданам и предпочел остаться в пунийском лагере. Так, Ганнибал потребовал, чтобы сагунтийцы удовлетворили все требования турдетанов, выдали все имевшееся в городе золото и серебро, а сами, покинув дома и взяв с собой «лишь по одной одежде на человека», ушли из Сагунта и поселились там, где им прикажет победитель (Liv. XXI, 12, 5).
Донести столь жестокие требования до горожан согласился ибериец Алорк, имевший в Сагунте статус проксена – друга и гостя города, гарантировавший личную неприкосновенность. Узнав, какие условия выдвигает им Ганнибал, сагунтийцы предпочли выбрать смерть. На городской площади перед зданием Совета был разведен огромный костер, в который горожане побросали все свое золото и серебро, а также изделия из простого металла, меди и свинца, чтобы даже они не достались захватчикам. Многие сагунтийцы бросались в огонь сами. Карфагеняне же тем временем смяли последние отряды оборонявшихся и принялись грабить город, убивая по приказу Ганнибала всех взрослых жителей. Их судьбу разделили и многие дети, без разбору убитые пунийцами во время учиненной в городе кровавой резни, сгоревшие в охватившем городские кварталы пожаре либо умерщвленные собственными матерями, не желавшими пожизненного рабства для своих детей. Продлившаяся восемь месяцев осада завершилась гибелью города.