С наступлением весны война прияла более деятельный характер. Помпей разбил лагерь неподалеку от Диррахия на высоком месте, где корабли могли без особого труда приставать к берегу. Цезарь понял, что Помпей сознательно затягивает войну, рассчитывая таким образом обречь своих противников на голод и лишения. Так как флот помпеянцев господствовал на море, Цезарь не мог получить никаких припасов из Италии или Галлии. Добывать же продовольствие на месте оказалось очень непросто — местность была суровая и гористая, никогда не обеспечивавшая себя хлебом даже в мирное время, а теперь к тому же разоренная Помпеем.
Осмотрев позиции, Цезарь начал захватывать высокие холмы вокруг лагеря противника. Укрепив вершины холмов редутами, он велел затем копать между ними ров и насыпать вал. Таким образом, лагерь Помпея оказался как бы в осаде. Имея большой перевес в коннице, он не мог теперь ею воспользоваться. К тому же вскоре стал ощущаться острый недостаток фуража. Лошадей кормили листьями с деревьев и размолотыми тростниковыми корнями. Когда же были сняты все кормовые травы и не стало хватать даже листьев, Пом-пей решился на вылазку.
В назначенный день несколько когорт помпеянцев высадились с кораблей позади укреплений Цезаря и внезапно атаковали его солдат с тыла. Не ожидая этого, те были опрокинуты и бежали. Повсюду начались такое смятение и ужас, что остановить их не было никакой возможности (Цезарь: «Гражданская война»; 3; 42, 43, 58, 63, 69).
Цезарь вышел навстречу солдатам, тщетно пытаясь повернуть бегущих назад. Он хватался за знамена, но знаменосцы бросали их, так что неприятель захватил 32 знамени. Сам Цезарь едва не был при этом убит. Схватив какого-то рослого и сильного солдата, бежавшего мимо, он приказал ему остановиться и повернуть на неприятеля. Тот в смятении перед лицом ужасной опасности поднял меч, чтобы поразить Цезаря, но подоспел оруженосец и отрубил ему руку (Плутарх: «Цезарь»; 39). Все было оставлено, и самый вал вокруг лагеря никем не охранялся, так что если бы Помпей совершил на него нападение, он и его мог бы взять своими силами и этим завершить войну. Но он заподозрил, кажется, какую-то хитрость и послал своих преследовать бегущих вне лагеря. Помпеянцы перебили около тысячи человек, но упустили полную победу. Цезарь прекрасно это понимал, и вечером, когда Помпей отвел свои войска, признался друзьям, что война могла бы быть в этот день закончена, если бы враги имели во главе человека, умеющего побеждать (Аппиан: 14; 62).
Тем не менее поражение было налицо. Все прежние замыслы Цезаря потерпели крушение, и он решил изменить весь план войны (Цезарь: «Гражданская война»; 3; 73). Сообщают, что, придя к себе в палатку и улегшись, он провел ночь в мучительной тревоге и тяжелых размышлениях о том, как неразумно он командует. Он говорил себе, что перед ним лежат обширные равнины и богатые македонские и фессалийские города, а он вместо того, чтобы перенести туда военные действия, расположился лагерем у моря, на котором перевес принадлежит противнику, так что скорее он сам терпит лишения осажденного, нежели осаждает врага. В таком мучительном душевном состоянии, угнетаемый недостатком продовольствия и неблагоприятно сложившейся обстановкой, Цезарь принял решение двинуться против двух легионов Помпея, расположенных в Македонии под командованием Сципиона. Он рассчитывал либо заманить Помпея туда, где тот должен будет сражаться в одинаковых с ним условиях, не получая поддержки с моря, либо разгромить Сципиона, предоставленного самому себе (Плутарх: «Цезарь»; 39).
Быстро снявшись с лагеря, Цезарь отступил в Аполлонию, а оттуда ночью стал скрытно отступать в Фессалию. Так как весть о его поражении уже распространилась повсюду, некоторые города стали закрывать перед Цезарем ворота. Тогда он в гневе взял штурмом небольшой город Гофмы и предал его на разграбление своим воинам (Аппиан: 14; 64). Оба войска вступили на равнину Фарсала и расположились там лагерем. Помпей опять хотел вернуться к своему плану затягивания войны, который в его положении был наиболее разумным, но окружавшие его сенаторы и полководцы своими советами упорно склоняли его к тому, чтобы дать генеральное сражение, и в конце концов убедили его на это согласиться (Плутарх: «Цезарь»; 42).
К этому моменту Цезарь имел до 22 000 человек и, в том числе около 1000 конников. Войско Помпея было примерно в два раза больше, конников же он имел около 7000. Он построил свою армию между городом Фарсалом и рекой Энипеем, Цезарь расположился напротив него (Аппиан: 14; 70, 75). Всего в строю у Помпея находилось ПО когорт. Конницу, всех стрелков и пращников он поставил на левом фланге (правый был защищен рекой). Цезарь выстроил против него в три линии 80 своих когорт. Но боясь, как бы правое крыло его не было обойдено многочисленной конницей, он поспешно взял из третьей линии по одной когорте из легиона и образовал из них четвертую линию, которую выставил против конницы. Между обоими войсками было ровно столько места, сколько необходимо было для взаимной атаки. Однако Помпей отдал приказ ждать атаки со стороны Цезаря, не двигаясь с места. Цезарь велел третьей линии оставаться на месте и повел в атаку первую и вторую. По всему фронту начался упорный рукопашный бой. Тем временем всадники с левого фланга Помпея, сопровождаемые пращниками и стрелками, атаковали правое крыло Цезаря. Конница Цезаря была смята и отступила. Как только Цезарь это заметил, он дал сигнал когортам образованной им четвертой линии. Те быстро бросились вперед сомкнутыми рядами и так бурно атаковали Помпеевых всадников, что из них никто не устоял; все они повернулись и бежали. С их удалением все стрелки и пращники остались беззащитными и были перебиты. Не прерывая атаки, когорты обошли левое крыло и напали на помпеянцев с тыла. В то же время Цезарь приказал третьей линии, которая до сих пор спокойно стояла на месте, броситься вперед. Этой двойной атаки помпеянцы не могли уже выдержать и все без исключения обратились в бегство. Сам Помпей через задние ворота бежал в Ларису. Оттуда с немногими друзьями и в сопровождении тридцати всадников он добрался до моря, сел на корабль и отплыл в Египет. В Пелусии Помпей был коварно убит по приказу царя Птолемея. Всего в сражении при Форсале помпеянцы потеряли 15 000; еще 24 000, укрывшиеся на какой-то горе, сдались на другой день Цезарю. Большинство из них он включил в свои легионы (Цезарь: «Гражданская война»; 3; 88, 89, 92-94, 96, 99).
Еще не зная о смерти своего врага, Цезарь двинулся на восток. Отправив войско в Азию, он переправлялся в лодке возчика через Геллеспонт, как вдруг встретил Луция Кассия с десятью военными кораблями помпеянцев. Вместо того, чтобы обратиться в бегство, Цезарь, подойдя вплотную к Кассию, сам потребовал его сдачи, и тот покорно перешел к нему (Светоний: «Юлий»; 63). Услыхав, что Помпей отправился в Египет, Цезарь отплыл за ним (Аппиан: 14; 88, 89). С собой он взял два легиона (в обоих было всего 3200 человек) и 800 всадников. Только прибыв в Александрию, он узнал о смерти Помпея.
Поскольку ничего его здесь больше не задерживало, Цезарь мог бы вернуться в Италию. Но он остался в Александрии еще на некоторое время. Во-первых, его отплытию препятствовали противные ветры, а во-вторых, он решил вмешаться в междоусобную войну, которая шла в это время в Египте между Птолемеем ХШ и его сестрой Клеопатрой VII. Цезарь объявил, что спор между царем и царевной подлежит решению римского консула (Цезарь: «Гражданская война»; 3; 106, 107), и тайно вызвал Клеопатру из изгнания. Покоренный ее красотой и обходительностью, Цезарь решил примирить царицу с ее братом. Молодой царь, совсем еще мальчик, неожиданно увидев сестру во дворце, вскипел гневом и, выскочив на улицу, стал вопить, что его предали, и в конце концов на глазах у собравшейся толпы сорвал с головы царскую диадему и швырнул ее на землю. Так как из-за этого возникло большое смятение, то воины Цезаря схватили Птолемея; египтяне, однако, уже поднялись. С первого же натиска они могли бы взять дворец, напав одновременно с суши и с моря; римляне не были в состоянии оказать им сопротивление, поскольку не позаботились ни о чем, полагая, что находятся среди друзей. И это случилось бы, если бы Цезарь не вышел бесстрашно к египтянам и, стоя в безопасном месте, не пообещал им сделать все, что они хотят. Затем Цезарь появился в многолюдном собрании, поставил рядом с собой Птолемея и Клеопатру и прочел завещание их отца, в котором было написано, чтобы они по египетскому обычаю вступили друг с другом в брак и царствовали бы совместно, а римский народ их опекал. Царство он отдал им обоим и таким образом в тот момент водворил спокойствие. Но потом снова началось возмущение, так как евнух Потин постоянно настраивал египтян против Цезаря и Клеопатры. Ахилла со своими солдатами двинулся от Пелусия на Александрию (Дион: 42; 35-36).