Высадившись в Палесте, Цезарь двинулся на север вдоль побережья, к Диррахию, однако Помпей сумел прибыть туда первым. Помпей медлил, тем самым упуская возможность использования своего численного превосходства. В это время Антоний, ускользнув от флота Помпея, соединился с войсками Цезаря в районе Тираны. Помпей, так и не сумевший помешать их соединению, отступил, преследуемый войсками Цезаря. Теперь Цезарь был готов принять сражение.
Обе армии расположились друг против друга на южном берегу реки Генуза, протекавшей южнее Диррахия. После непродолжительного затишья Цезарь совершил обходной семидесятикилометровый марш по холмистой местности и вышел в район между Диррахием и армией Помпея. Опасаясь обхода и разрыва связи со своей базой, Помпей снова отступил. Цезарь попытался окружить и блокировать армию Помпея, численно превосходившую его войска, однако полностью добиться этого так и не смог. По-прежнему обладая превосходством на море, Помпей обеспечивал свое снабжение продовольствием и мог перебрасывать войска в любой район Греции. Это позволило ему нанести удар по блокирующим его войскам и фактически прорвать цепь окружения. Попытка Цезаря отразить этот удар едва не закончилась его поражением. Но Помпей не использовал представившейся ему возможности высадиться в Италии и восстановить свое господство в Риме.
В свою очередь, Цезарь предвидел эту возможность и потому решил вначале разгромить последнего союзника Помпея – Сципиона Наупса, высадившегося в Македонии. Помпей был вынужден последовать за Цезарем другим маршрутом. Несмотря на то что Цезарь подошел первым, он не стал бросать свои войска на штурм укрепления, а дождался соединения Помпея со Сципионом. Учитывая свою неудачу у Диррахия, Цезарь не пытался навязать бой Помпею на открытой местности. Однако и сам Помпей, хоть и имел почти двукратное превосходство в силах (40 тысяч), согласился дать сражение лишь под давлением своих помощников.
Битва при Фарсале началась раньше времени для Цезаря, силы которого были и так невелики (27 тысяч, из них 2 тысячи всадников против 6 тысяч всадников Помпея). Несмотря на численное превосходство противника, Цезарю удалось одержать победу, выйдя во фланг и тыл главных сил Помпея.
Помпей бежал, бросив свои войска. Цезарь преследовал его, пройдя через Дарданеллы, Малую Азию и Средиземное море до Александрии, где по приказу царя Птолемея XI Помпей был убит. Цезарь был избавлен от значительных затруднений, однако он вскоре лишился достигнутого преимущества, вмешавшись в борьбу за египетский престол между Птолемеем и его сестрой Клеопатрой и потеряв на это восемь месяцев.
Сторонники Птолемея добились, чтобы население Александрии восстало против римлян. Небольшое войско Цезаря вместе со сторонниками Клеопатры было окружено в приморском дворце египетских царей. Всю зиму 48–47 годов до н. э. армия Цезаря выдерживала осаду, и только весной следующего года после получения подкреплений Цезарю удалось нанести поражение армии египетского царя на берегах Нила.
Как только Цезарь выиграл битву на Ниле, он узнал, что сын покойного царя Понта Митридата VI Евпатора Фарнак переправился через Понт Эвксинский и, разбив небольшие римские отряды, овладел не только территорией бывшего Понтийского царства, но и Вифинией, создав при этом угрозу для римской провинции Азия. Совершив поход в северную часть Малой Азии, Цезарь близ города Залы наголову разгромил войска Фарнака, который погиб во время бегства. Сообщая об этой победе, Цезарь писал, что он «пришел, увидел, победил» (veni, vidi, vici).
Цезарь вернулся в Рим и успокоил волнение среди легионеров, выплатив им задержанное жалованье. Чтобы собрать необходимые средства, он конфисковал, частично продал и частично раздал ветеранам земельные владения своих бывших противников. Теперь он наконец решил покончить с остатками войск своих противников, которые оставались в Северной Африке и Испании.
Цезарь начал свою Африканскую кампанию 46 года до н. э. с недоукомплектованным войском. Его противник обладал численным превосходством и едва не заманил войска Цезаря в ловушку. Однако Цезарю удалось выйти из нее и укрепиться в лагере близ Руспена в ожидании остальных легионов. В течение нескольких месяцев он просидел в лагере даже после прибытия подкреплений. Непрестанно маневрируя, Цезарь наносил небольшие, но молниеносные удары, которые сказывались прежде всего на моральном состоянии противника, из армии которого все более увеличивался поток дезертиров.
Наконец после выхода к базе противника у городка Тапса Цезарь создал благоприятную обстановку для победы над противником. Его войско стремительно бросилось в атаку и выиграло сражение. После взятия главной базы большинство городов капитулировало.