С остатками своих войск Помпеи бежал. Солдаты Цезаря ворвались в его лагерь в Лариссе, где им сдались 13 тысяч спасшихся при Фарсале. Но Помпей успел с немногими сторонниками добраться до моря и сесть на корабль. Сначала он пытался укрыться на Родосе или Кипре, но жители островов отказались приютить неудачника. На короткое время беглец остановился в порту Митилена на Лесбосе, где к нему присоединись жена и один из сыновей. Сначала Помпеи думал искать пристанища в Парфии, где надеялся получить под свое начало большое войско и в союзе с давними врагами римлян взять реванш у Цезаря. Приближенных Помпея такая перспектива явно не вдохновляла. Они уговорили патрона попытать счастья в Египте.
Египетский царь Птолемей XIII воевал в это время со своей сестрой и соправительницей Клеопатрой Он с войском стоял у города Пелусия. Туда и направились несколько судов Помпея. Приближенные Птолемея убедили царя, что разгромленный римский полководец будет лишь ненужной обузой и что в случае, если Птолемей все же примет Помпея, то победивший Цезарь непременно встанет на сторону Клеопатры. Поэтому решено было сообщить Помпею, что его готовы принять, а когда он прибудет, то убить его.
Как только Помпей сел в лодку, чтобы пристать к египетскому берегу, слуги египетского царя закололи его кинжалами. Через несколько дней в столицу Египта Александрию прибыл Цезарь, узнавший здесь о гибели соперника. Он имел в своем распоряжении 3200 легионеров и 800 всадников и попытался востребовать у египтян давний долг Риму в 10 миллионов денариев. Правительство Птолемея платить не собиралось, и Цезарь сделал ставку на Клеопатру.
Пригласив к себе юного Птолемея, римский диктатор добился его примирения с сестрой. Против этого выступил фактический глава правительства, евнух Потин. 20-тысячное войско Птолемея, которым командовал полководец Ахилла — один из убийц Помпея, осадило отряд Цезаря в Александрии, но он с успехом отбил все атаки. Через несколько месяцев на помощь Цезарю прибыл легион из бывших солдат Помпея. Но это не внесло перелома в ход боевых действий.
Освобожденный Цезарем царь Птолемей столь энергично повел войну против него, что Гай Юлий должен был пожалеть о своем великодушии. Только когда на помощь к осажденным в Александрии римлянам прибыл один из ближайших соратников Цезаря Митридат Пергамский с большим войском с востока, объединенной римской армии удалось завершить семимесячную кампанию разгромом египтян в двухдневном сражении в дельте Нила 26–27 марта 47 года. Птолемей пытался бежать, но корабль, на котором он плыл, затонул.
Цезарь пробыл в стране еще два месяца, чтобы убедиться, что Клеопатра прочно удерживает власть (формально — вместе со своим младшим братом). Говорили, что Цезарь находился с ней в любовной связи и что вскоре родившейся у нее сын был сыном Цезаря, но достоверно это неизвестно. Результатом египетской экспедиции стало упрочение зависимости Египта от Рима и получение Цезарем новых средств на продолжение войны за счет выплаты египетского долга.
Пока Цезарь был в Египте, боспорский царь Фарнак II, сын Митридата Великого, напал на царя Малой Армении Дейотара, бывшего сторонника Помпея. Фарнаку удалось нанести поражение войскам Дейотара и цезарианского наместника Азии Домиция Кальвина и захватить Понт, часть Армении и Каппадокию. Цезарь счел эту угрозу серьезной и сам направился в Понт. С четырьмя легионами он разгромил превосходящую по численности, но хуже подготовленную армию царя Фарнака в битве при городе Зела 2 августа 47 года. Сражение было столь скоротечным, что Цезарь отразил его в донесении, ставшем афоризмом: «Пришел, увидел, победил». Боспор был передан от Фарнака Митридату Пергамскому, провозглашенному царем.