С этого момента повествования Полибия и Тита Ливия могут быть объединены, и на каком бы из описанных ранее вариантов событий, предшествовавших битве при Каннах, мы не остановились, дальнейшие события источники излагают довольно согласованно. Для того чтобы объединить войска из обоих римских лагерей, Варрон перевел большую часть войска на противоположный берег Ауфида (по всей видимости, правый) и выстроил воинов для битвы. Вслед за римлянами на противоположный берег реки перешел и Ганнибал. Соотношение сил было неравным – римская армия насчитывала около 80 тыс. пехотинцев и 6 тыс. всадников, тогда как пунийцы могли вывести в поле лишь около 40 тыс. пехотинцев и 10 тыс. всадников (Polyb. III, 114, 1–4; Liv. XXII, 46, 4–6). Помимо количественного превосходства, на стороне римлян был также ряд других преимуществ. Так, они сами выбирали время и место боя, имели возможность продуманно развернуть боевые порядки и не опасаться засады или фактора неожиданности. Все пунийское войско было перед ними как на ладони, и консулы могли навязать Ганнибалу свой план боя. Построение римлян было классическим – пехота в центре и конница на флангах. На примыкавшее к берегу реки правое крыло войска Варрон поставил немногочисленную собственно римскую кавалерию, общее число всадников в отрядах которой насчитывало от 1 600 до 2 тыс. На левом фланге была размещена более многочисленная конница союзников – от 4 до 5 тыс. кавалеристов. Расположенная в центре пехота насчитывала около 70 тыс. воинов, поскольку 10 тыс. римских пехотинцев по приказу Эмилия Павла остались в большом лагере на противоположном берегу реки, чтобы захватить неприятельский обоз, если пунийцы оставят его без охраны. Центром римского войска командовал Гней Сервилий Гемин, правым флангом – Луций Эмилий Павел, а левый фланг возглавлял Гай Теренций Варрон (Polyb. III, 112, 1–5; 113, 1–5; Liv. XXII, 45). Иные сведения приводит Аппиан Александрийский, согласно данным которого центром командовал Эмилий Павел, правый фланг возглавил Варрон, а левый – Сервилий (App. VII, 19).
Замысел Варрона состоял в том, чтобы мощным ударом пехоты прорвать центр обороны противника, который мог выставить на поле боя чуть ли не вдвое меньше пехотинцев. При таком соотношении сил римляне были вполне способны смять построение пунийцев, прорвать их строй и довершить разгром разрозненных отрядов врага. С этой целью консул отступил от классического манипулярного построения и значительно уменьшил интервалы между манипулами, которые стояли практически вплотную друг к другу. В то же время была существенно увеличена глубина боевых порядков, так что легионы больше напоминали колонну на марше, чем фронт построения для боя. Перед тяжелой пехотой на некотором расстоянии находились легковооруженные велиты. Конница же римлян, в особенности на левом крыле, была растянута по фронту, чтобы помешать пунийцам обойти и охватить фланги, зайдя пехоте в тыл.
Ганнибал переправил свое войско вслед за Варроном тогда, когда римляне уже выстраивались в боевые порядки, и благодаря этому имел возможность разгадать вполне очевидный замысел противника и попытаться его сорвать. Для этого пунийский полководец выстроил свою пехоту в форме полумесяца, своей выпуклостью нацеленной на врага. Глубина боевых порядков в его центральной части была максимальной, поскольку именно здесь предстояло принять основной удар пехоты неприятеля. По краям же построение постепенно утончалось, по мере удаления от центра. В центральной части строя пехоты Ганнибал поставил выдвинутые вперед отряды иберов и кельтов, которым предстояло принять на себя первый удар римских легионеров. Ливийскую пехоту полководец расположил на загнутых назад левом и правом краях полумесяца, частично заходивших за боевые порядки кавалерии. Африканские пехотинцы использовали трофейное римское оружие и доспехи, благодаря чему были практически неотличимы от римлян, тогда как кельты и иберы оставили свое традиционное оружие и их внешний вид внушал римлянам, в большинстве своем новобранцам, трепет. Нумидийских всадников Ганнибал разместил на правом крыле, где им предстояло действовать против конницы римских союзников, а галльские и иберийские конники заняли выходивший к берегу Ауфида левый фланг. Центром войска командовал сам Ганнибал вместе с братом Магоном, командование левым флангом было возложено на Гасдрубала, а правым – на Ганнона (согласно Титу Ливию – на Магарбала) (Polyb. III, 113–114; Liv. XXII, 46). Иные сведения приводит Аппиан, согласно которому левым флангом пунийского войска командовал племянник Ганнибала Ганнон, правым – Магон Баркид (App. VII, 20).