Проведя смотр своей армии, Людовик немедленно покинул Милан, чтобы возглавить авангард расположившийся на реке Адда. Командующим венецианской армией был типичный кондотьер, граф Никколо де Питильяно, отличающийся осторожностью в отношении крупномасштабных сражений и нежеланием нести большие потери. Командир венецианского арьергарда, Бартоломео д'Альвиано, больше походил на французского капитана в своём рвении к участию в сражениях не считаясь с тяжелыми потерями. Разногласия между двумя полководцами снизили эффективность собранной Венецией 22.000-й армии, хотя значительная её часть состояла из сомнительного качества ополченцев набранных в городах контролируемых Венецией. Питильяно отказался атаковать войска Людовика, когда они переправлялись через Адду по  наплавному мосту, упустив хорошую возможность для победы.

Последовавшая вскоре битва, во многом стала результатом импульсивности д'Альвиано[638]. Проигнорировав приказ не вступать в бой и присоединиться к основным силам венецианцев, он ухватился за возможность атаковать французский авангард под командованием д'Амбуаза, когда тот 14 мая 1509 года проходил мимо небольшой деревни Аньяделло под Кремоной. Первой атакой д'Альвиано отбросил французов назад и расстроил их ряды. Если бы он иметь дело только с французским авангардом, то, вероятно, одержал бы победу, но тут подошли основные силы французов во главе с королем командовавшего корпусом жандармов. Как повествует одна история, когда в дело вступила артиллерия, кто-то крикнул Людовику: "Государь, укройтесь!". На что король ответил: "Ни одно пушечное ядро не может убить короля Франции! Если боитесь, встаньте за мной!". Благодаря значительному численному превосходству, французы окружили венецианцев. Венецианская кавалерия обратилась в бегство, оставив пехоту на растерзание. Д'Альвиано попал в плен,  тридцать артиллерийских орудий были захвачены врагом и, возможно, до 10.000 его солдат пали на поле боя[639]. Людовик узнав, что венецианский командующий взят в плен, приказал королевским врачам обработать его раны и привести д'Альвиано к себе. Когда король спросил, почему он вступил в сражение, несмотря на столь неравные шансы, д'Альвиано, как рассказывали, ответил, что, по крайней мере, ему выпала честь сразиться с королем Франции. Пленника отвезли в замок Лош во Франции, а Людовик отправил письмо в Париж с требованием исполнить в честь победы в соборе Нотр-Дам гимн Тe Deum[640].

Битва не затронула основные силы венецианской армии, но после известия о разгроме арьергарда большая её часть дезертировала, а Питильяно с остатками войск отступил до самого побережья Адриатического моря. Людовик, однако, остановился на восточной границе Миланского герцогства, вернув себе земли, на которые он претендовал. Тем временем имперская армия оккупировала территории к северу от Венеции, включая Падую; папские войска вытеснил венецианские гарнизоны из спорных городов Романьи; а Фердинанд Арагонский блокировал удерживаемые Венецией порты Неаполитанского королевства. Чтобы избежать необходимости рассредоточивать оставшиеся силы по ещё не сданным крепостям, венецианский Сенат освободил всех подданных на материке от клятв верности и занялся подготовкой к обороне города.

Ужасное поведение французских и имперских войск на оккупированных ими территориях вскоре убедило местных жителей в преимуществах венецианского правления, и ряд городов быстро вернулся к союзу с Республикой. Людовик, всегда в прошлом стремившийся поддерживал строгую дисциплину в своих войсках, на этот раз, похоже, позволил солдатам вести себя неподобающе в надежде запугать итальянцев. Он сам подал пример, приказав повесить капитана венецианской крепости

Пескьеру

и его сына после того, как французам пришлось штурмовали крепость, несмотря на предложенную капитуляцию за 100.000 дукатов. Роберт де Флёранж, французский капитан и автор обширных мемуаров, цитирует слова, сказанные королём: "Я не притронусь к пище, пока их не повесят". Но, как это часто случалось в истории, террор произвел обратный эффект и породил решимость к сопротивлению[641]. Это, а также неспособность Камбрейской лиги использовать своё преимущество для окончательной победы, позволили Венеции воспрянуть духом. К тому же Людовик неожиданно столкнулся с сильной оппозицией войне внутри своего двора. Королева Анна и Ла Тремуй стремились к тому, чтобы все побыстрее закончилось: королева — потому что по своей природе была пацифисткой, а Ла Тремуй — потому что сильно подозревал императора в стремлении самому захватить Венецию. Анна не только написала Людовику, убеждая его поскорее вернуться домой, но и отправила ему с той же целью стихотворение Фаусто Андрелини[642].

Людовик стремился вернуться во Францию, но рассчитывая на личную встречу с Максимилианом оставался в Милане до августа 1509 года. Император сам просил о встрече, чего Людовик очень ждал, так как не был уверен в намерениях императора по отношению к Венеции. Пока Людовик ждал в Милане, венецианские войска внезапно атаковали императорский гарнизон в Падуе и отвоевали город. Максимилиан послал отряд численностью около 20.000 человек, чтобы его вернуть, и Людовик согласился предоставить в помощь императору 500 жандармов под командованием Жака де Ла Палиса[643]. Однако Максимилиан не взял на себя командование кампанией, как обещал, и так и не встретился с Людовиком. Разъяренный французский король буквально прорычал: "А где император? Я знаю, где он должен быть… Я решил уехать отсюда в понедельник"[644]. Этот понедельник был 6 августа. На обратном пути во Францию Людовика в Гренобле встретили королева Анна и Франциск Ангулемский, проживавшие при дворе с 1508 года. Людовик обнял молодого принца и воскликнул: "Какой прекрасный молодой человек!". Далее он намеревался отправиться в Сен-Дени, чтобы воздать благодарность за свою победу, но сильный приступ подагры заставил его ехать прямо в Блуа. 13 сентября Фердинанд написал новому королю Англии, Генриху VIII, что "король Франции распустил свои войска, за исключением пехотинцев, составляющих его постоянную армию"[645]. Тем временем Падуя успешно выдержала осаду имперских и французских войск.

Французы также обратили своё внимание на нанесение ущерба экономическим интересам Венеции. В середине 1510 года три французские галеры прибыли в египетскую Александрию для закупки пряностей[646]. Мамлюкский султан Египта воодушевленный этим признаком французского интереса к его государству и раздражённый пиратством рыцарей иоаннитов с Родоса, бывшими в основном французами, отправил Людовику письмо с просьбой о присылке посла. В феврале 1512 года королевский секретарь Андре Ле Руа с небольшой группой сопровождающих лиц прибыли в Александрию и отправились в Каир. Ле Руа добился там успеха, получив от султана обещание передать контроль над Святыми местами в Иерусалиме французским священнослужителям. Однако новые проблемы возникшие у Людовика в Европе и завоевание Египта турками-османами пресекли попытки создать французское присутствие в восточном Средиземноморье[647].

Довольно лёгкая победа над Венецией значительно воодушевила Людовика. Один современник утверждал, что "король пребывает в очень радостном настроении. Он выглядит лучше, чем за последние шесть лет, и когда он покидал Гренобль казался помолодевшим на десять лет"[648]. Однако желание Людовика так быстро вернуться домой вполне объяснимо. Ему было уже сорок семь лет, и его здоровье оставляло желать лучшего. Трудности кампании, несомненно, утомили короля, а нарушение привычного образа жизни, сложившегося с 1505 года, должно быть истощило его силы. Здоровье Жоржа д'Амбуаза было ещё хуже, и это, возможно, также повлияло на решение Людовика поспешить обратно во Францию. Но многие в то время, и историки с тех пор, считают это ошибкой. В частности, Роберте полагал, что Людовик совершил досадный промах[649]. Отъезд короля дал новую надежду венецианцам, одновременно подорвав доверие Камбрейской лиги и лишив короля влияния на принятие решений по Северной Италии. Вскоре Людовик обнаружил, что союзники вместо благодарности за важную роль в обеспечении их успехов в войне против Венеции, стремятся получить выгоду за его счёт и отомстить за всевозможные прошлые реальные и мнимые обиды.