Помпей возглавлял сторонников сенатской республики, Цезарь — ее противников. В 49 году до н. э. сенат, прекратив наместничество Цезаря досрочно, приказал ему распустить армию и возвратиться в Рим как частное лицо. Это было прямым вызовом полководцу со стороны его врагов-помпеянцев.
Гай Юлий Цезарь во главе своих легионов пошел на Рим, войсками которого командовал Помпей. Начало этой гражданской войны ознаменовалось тем, что войска Цезаря ночью перешли реку Рубикон. Перед переправой полководец произнес знаменитые слова: «Жребий брошен!» Опытные легионы Цезаря стали повсюду теснить армию Гнея Помпея и всего за два месяца овладели Северной Италией.
Помпей пытался отстоять Рим. Но в сражении при Илерде в 49 году до н. э. был разбит и с остатками своих легионов (около 25 тысяч человек) и сторонниками-сенаторами так спешно отступил из Рима через Бриндизи в Грецию, что не успел захватить с собой государственную казну.
Гай Юлий Цезарь во главе обожествлявшей его армии отправился в Испанию, наместником которой был Гней Помпей и где находились семь верных ему легионов под командованием Афрания и Петрея. 2 августа 49 года до н. э. Цезарь принудил к сдаче испанские легионы, распустил их и пополнил легионерами Афрания и Петрея свои войска. Только после этого новый правитель Древнего Рима морем переправился с войсками в Элладу.
Помпей разбил хорошо укрепленный походный лагерь поблизости от города Диррахия в Эпире. Подошедший Цезарь расположился с войсками между городом и вражеским лагерем, перерезав неприятелю главные коммуникации. Это вынудило Помпея атаковать армию Цезаря. Потеряв в бою тысячу легионеров, он все же прорвал ряды противника и заставил его отступить.
Осенью 49 года до н. э. сенаторы, не покинувшие Рим вместе с Гнеем Помпеем, торжественно провозгласили Цезаря диктатором. С этого дня он фактически стал монархом. Римской республике пришел конец.
Летом 48 года до н. э. состоялось известное сражение в Фессалии при Фарсале. У Помпея было 50 тысяч человек, а у Цезаря — в два раза меньше. В начале боя конница Гнея Помпея отбросила конницу неприятеля, но увлеклась преследованием и попала под неожиданный удар легионов Цезаря. В итоге конница покинула поле боя, увлекая за собой пехотинцев. В этой битве победители потеряли всего 200 человек, а побежденные — 8 тысяч, 20 тысяч сдались в плен.
Оставшись без армии, Помпей бежал в Египет в надежде найти там убежище и возобновить войну со своим противником. Однако побежденному римскому полководцу не удалось высадиться на берег: еще в лодке его убили слуги египетского правителя.
Несмотря на это, Цезарь отправился с частью своей армии из Греции в Египет, чтобы покончить с остатками помпеянских войск. Там римскому императору пришлось сразиться с молодым Птолемеем XIII, правившим Египтом вместе со своей сестрой Клеопатрой. Римляне выдержали тяжелую осаду в Александрии, но после прибытия подкреплений цезарианцы разбили египетскую армию на берегу Нила. В сражении погиб царь Птолемей XIII, после чего война в Египте закончилась.
Гай Юлий Цезарь полюбил царицу Клеопатру. Находясь под влиянием умной и хорошо образованной египетской царицы, полководец в 47 году до н. э. всего за пять дней разгромил царя Понта Фарнака. Цезарь без ложной скромности отправил в Вечный город лаконичное донесение о еще одной победе римского оружия: «Пришел, увидел, победил».
После смерти Помпея его партия и сторонники в сенате все еще не были сломлены. Немало помпеянцев было в Италии; сильны они были в провинциях, особенно в Иллирике, Испании и Африке. В январе 46 года до н. э. помпеянские военачальники Лабиен и Петрий, поддерживаемые нумидийской конницей царя Юбы, разбили три легиона цезарианцев в бою при Руспине. В апреле десять легионов Цезаря одолели значительно превосходящие силы помпеянцев (14 легионов, не считая легкой вспомогательной пехоты, конницы и 100 боевых слонов) у Тапса. Под впечатлением этой победы римский сенат назначил Гая Юлия Цезаря диктатором Древнего Рима сроком на десять лет.
Последняя битва между помпеянцами и Юлием Цезарем (а в его биографии полководца она оказалась самой последней) произошла под Мундой 17 марта 45 года до н. э. Цезарь проявил себя искусным полководцем: его армия нанесла помпеянцам сокрушительное поражение, потеряв всего тысячу человек (под Мундой погибло 30 тысяч помпеянцев, в том числе военачальники Лабиен и Атий Вар).
Гибель Гнея Помпея-младшего положила конец гражданской войне в Римской республике. Помпеянцы, полностью деморализованные военным разгромом, прекратили сопротивление, и в 44 году до н. э. сенат объявил Цезаря пожизненным диктатором Рима. После этого его недруги сплотились, поэтому ему не удалось поцарствовать в Древнем Риме даже год.