Весною 331 г. Александр выступил из Египта. В середине лета он близ Фапсака переправился через Евфрат и затем, пройдя северную Месопотамию, 20 сентября перешел Тигр. Персы не приняли никаких серьезных мер, чтобы помешать наступлению врага; Дарий, очевидно, хотел заманить Александра возможно дальше в глубь страны, чтобы в случае победы совершенно уничтожить его, а в случае поражения иметь возможность беспрепятственно отступить на Иранское плоскогорье.
На четвертый день после перехода через Тигр Александр встретил авангард персидской армии. Он распорядился прежде всего воздвигнуть укрепленный лагерь и дал своему войску четыре дня на отдых. Затем он двинулся против Дария, который расположился у ассирийской деревни Гавгамелы, вблизи развалин Ниневии; но атаку Александр отложил на следующий день, желая предварительно исследовать местность. Несмотря на потери и на значительные урезки, которым подверглась македонская армия, так как многие отряды были оставлены в качестве гарнизонов в завоеванных провинциях, — благодаря подкреплениям с родины она была доведена до 40 тыс. пехотинцев и 7 тыс. всадников, — число, правда, все еще ничтожное сравнительно с огромными полчищами врага. Среди беспредельной равнины нечем было прикрыть флангов, и, следовательно, с уверенностью можно было ожидать, что неприятель обойдет с тыла. Поэтому Александр принужден был позади своей боевой линии выставить второй корпус войска, который должен был, смотря по надобности, отразить нападение справа или слева. Итак, утром 30 сентября 331 г. началось сражение, которое должно было решить вопрос о том, кому владеть Азией.
Александр во главе тяжелой македонской конницы и большей части фаланги напал на левое крыло врага, но тотчас же был атакован с фланга скифскими и бактрийскими всадниками. Он послал против них конницу своего второго корпуса, а сам напал на неприятельскую пехоту, отрезанную от своей конницы. Боевые колесницы, пущенные теперь Дарием против врага, причинили грекам мало вреда и легко были взяты или уничтожены ими. Фаланга маневрировала на равнине, как на плац-параде; легковооруженные азиаты не были в силах устоять против ее натиска; в конце концов во всеобщее бегство был вовлечен и центр персидского войска с самим Дарием. Конница левого крыла, оставшаяся теперь совершенно изолированной, тотчас последовала этому примеру.
Между тем левое крыло греческого войска, предводимое Парменионом, подверглось нападению конницы неприятельского правого крыла и ввиду численного перевеса персов очутилось в очень затруднительном положении. Фессалийские и фракийские всадники с трудом отстаивали свою позицию, и Парменион был совершенно лишен возможности последовать за Александром в его наступательном движении. Вследствие этого в середине македонской боевой линии образовался широкий свободный промежуток, куда немедленно ворвались персидские и индийские отряды неприятельского центра. Это был критический момент сражения; имей Александр против себя греческого полководца и греческие войска, он неминуемо проиграл бы битву. Но варвары бросились грабить македонский лагерь, не заботясь о том, что происходило в остальных пунктах поля битвы. Тем временем Александр справился с персидским центром, но не мог отправиться в погоню за бежавшим врагом, потому что должен был прежде всего выручить изнемогавшего Пармениона. На пути к тому месту, где стоял Парменион, он встретил персидские отряды, возвращавшиеся после разграбления его лагеря. Он попытался отрезать им отступление, но варвары дрались с мужеством отчаяния; Александр потерпел большой урон, его друг Гефестион был ранен рядом с ним, и в конце концов персам все-таки удалось пробиться. Когда Александр, наконец, добрался до своего левого крыла, там опасность уже миновала, так как Мазей, командовавший этой частью персидских сил, при известии о бегстве Дария прервал сражение. Теперь Парменион занял неприятельский лагерь, тогда как Александр пустился в погоню за царем. К утру он достиг Арбелы, где завладел магазинами и военной кассой неприятельской армии; но Дарий успел уже бежать в Мидию, и продолжать преследование было бесполезно. Таким образом, самый ценный трофей ускользнул из рук Александра, ибо только взятие в плен персидского царя могло положить конец войне. Но и без того плоды победы были громадны; персидское войско было совершенно рассеяно; десятки тысяч пленных достались в добычу победителю, путь в Вавилон и Сузу был открыт. И все эти успехи были куплены ценою сравнительно ничтожных жертв: из македонских полков Александра выбыло лишь сто