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龐培基於這些理由不願與愷撒交戰，隻有小加圖一個人讚許他全軍為上的做法。小加圖之所以讚同，是他的同胞可以避免相互殘殺，上一次會戰之後，看到愷撒方麵戰死者的屍體達1000具之多，當時轉過臉去不禁潸然淚下。其他的人士都為龐培的避戰在一旁冷言冷語，為了刺激他采取行動就為他取一些綽號，大家稱他為阿伽門農和萬王之王，說他不願放棄至高無上的權力，樂於有那麼多的指揮官陪伴在他的左右，經常出入他的帳幕。弗浮紐斯學會小加圖直來直往的說話作風，用刻薄的語調抱怨，龐培舍不得失去統帥大權，因為打敗愷撒以後要解散軍隊，所以害得他們今年又吃不到突斯庫隆（Tusculum）的無花果。
新近從西班牙投奔來歸的阿非拉紐斯，因為在那裏一敗塗地，有人指責他接受賄賂出賣自己的軍隊，他提出反譏問他們為什麼不跟那個收買他的人作戰。諸如此類的話逼得龐培違反自己的意願去尋求會戰，於是他率軍出發追趕敗退之敵。愷撒的行軍曆盡艱辛，最近的失利使得他的聲望大降，沒有一個地方願意供應他所需的糧食。他占領帖撒利的城市戈菲（Gomphi），軍隊獲得充分的給養和適當的醫療，豐富的葡萄酒使他們得以盡情暢飲，就是行軍的途中也能大肆歡宴，這樣一來他們的疾病竟然不藥而愈，體質獲得改善恢複到從前的狀況【274】。
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等到兩支大軍進入法薩盧（Pharsalia）地區，在那裏紮下營寨，龐培恢複原來的想法，特別是不祥的朕兆和夢中出現的景象，更不願與愷撒交戰【275】。
他周圍的人士都確信可以獲得勝利，甚至杜米久斯、司頻澤爾（Spinther）和西庇阿，為了誰繼承愷撒出任祭司長發生爭執。許多人派員前往羅馬，安排適合執政民和法務官居住的官邸，他們認為戰爭一結束，馬上出任唾手可得的職位。特別是騎兵部隊堅決主戰，他們的武器銳利衣甲鮮明，馬匹喂養得精壯，騎士顯得分外英俊，尤其占有兵力的優勢，為數5000名之眾來對付愷撒的1000騎兵。就是雙方的步卒也沒有處於勢均力敵的局麵，龐培有45000步兵，對方隻有22000名。
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愷撒集合士兵向他們講話，提到柯芬紐斯（Corfinius）帶著兩個軍團即將來到，還有卡勒努斯（Calenus）配置在麥加拉和雅典的15個步兵支隊，最後他問大家是等待會師，還是冒險立即出戰。全體人員高呼不要耽擱時間，盡快要與敵軍決一勝負【276】。當他為軍隊舉行齋戒儀式【277】，向神明獻祭以後，宰殺第一隻犧牲，占卜官告訴他三天之內有決定性的行動，愷撒問他是否從犧牲的內髒看到吉兆。祭司回答道：“這個問題應該由你自己來答複，神明顯示當前的局勢將有重大的改變，可以說是剝往而複，否極泰來。”
會戰前一天的晚上，愷撒在午夜巡視，看見天空出現一道明亮而燦爛的光芒，從他的上空經過墜入龐培的營地。愷撒的士兵在早班的步哨接班之際，發覺敵軍出現驚慌和混亂的跡象，可是愷撒不想在那天作戰，下令撤收營地，向著史科圖薩（Scotussa）進軍【278】。
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就在拆除帳篷的時候，斥候騎著馬前來報告敵情，說是敵軍要與他會戰。他聽到這個信息非常高興，等到他向神明祈禱以後，將全軍分為三大部分，列出會戰隊形。他指派杜米久斯·卡維努斯（Domitius Calvinus）負責中軍；安東尼指揮左翼；他自己指揮右翼，率領第十軍團出戰【279】。他看到對方的騎兵列好陣勢，準備向他進襲，那些騎士儀表英俊，數量極其龐大，使他震驚不已，於是私下從全軍的後衛抽調6個步兵支隊，配置在右翼的後方，對他們下達指示，敵軍的騎兵發起衝鋒，應該如何應付相處置【280】。敵對的陣營，龐培指揮右翼，杜米久斯負責左翼，龐培的嶽父西庇阿在中央位置，騎兵部隊的全部戰力集結在左翼，意圖對敵軍的右翼實施側麵攻擊，打垮由主將指揮的部隊【281】。他們認為步兵方陣無論多麼堅固，也抵擋不住這樣強大的攻擊，騎兵部隊的衝鋒必然會使敵軍土崩瓦解。
雙方都已發出接戰信號，龐培命令他的步兵要守住戰線，保持原來的隊形，一聲不吭坐待敵人首先發起的進攻，等他們進入標槍投擲的範圍之內，才可以動手還擊。愷撒就這件事的看法，認為龐培的用兵之道有欠考量，他好像不知道采取主動的接敵運動，用迅速的步伐來增加打擊的力量，可以激勵起高昂的鬥誌更加旺盛和激烈。
愷撒正在調動隊伍出戰，本人也隨著前進迎敵，這時他看見行列中一位百夫長，是一個久曆戰陣的老兵，鼓舞手下的弟兄要奮勇殺敵。愷撒叫著他的名字說道：“該猶斯·克拉辛紐斯（Caius Crassinius），你看我們有多少希望和多大勝算？”克拉辛紐斯伸出手來向他致敬，高聲喊叫：“愷撒，我們會打一場堂堂正正的勝仗，不論今天的下場是死是活，我賣命也要獲得你的讚賞。”說完這話便一馬當先衝進敵陣，手下120位弟兄緊隨不舍，突破敵軍第一線的隊列，仍舊奮勇進逼殺死很多敵人，直到最後被劍砍成重傷才退下來，那一擊從他的嘴裏戳進去刺穿頸脖。
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步兵部隊進行激烈的主力戰鬥，位於側翼的龐培騎兵滿懷信心疾馳而出，展開寬闊的隊形，想要包圍愷撒的右翼。他們的突擊還未得逞之前，愷撒安排的步兵支隊衝出來向他們進攻。他們並沒有像平常的近接戰鬥，從一段距離之外投擲標槍，或用長矛刺這些騎士的小腿和胯部，而是對準敵手的臉孔猛戳。這是愷撒事先的指示，要他們照做無誤。愷撒認為年輕的騎士沒有作戰和受傷的經驗，他們蓄著長發，儀容俊美，這種攻擊使他們格外恐懼，不僅會有性命之憂，將來還會破相變得醜陋不堪【282】。實際狀況證明不出愷撒所料，他們果然受不住標槍的亂刺，甚至不敢正視敵人，大家轉過頭去把臉掩住，以免被標槍戳中。經過一陣混亂之後，逼得他們回身策馬逃走，極其可恥的行動斷送龐培全部的希望。
愷撒的騎兵立即乘勝從側翼對步兵發起包圍攻擊，先將後衛擊潰，開始大肆殺戮。龐培指揮另外一翼的部隊，看到他的騎兵遭到擊敗已經逃走，忘記自己是大將龐培，就像喪失意識的人被神明拋棄，不發一語退回帳幕，坐在那裏等待局麵的塵埃落定，直到全軍一敗塗地，敵軍出現在營地前方的工事上麵，與守衛的士兵進行近接戰鬥。這時他的神誌算是清醒過來，據稱隻說了一句話：“怎麼，已經攻進營地來了？”然後脫掉將領的服裝，穿上便於逃亡的衣衫偷偷溜走。至於他的下場如何，以及在埃及避難和遭到謀殺的結局，我們在他的傳記中已經有詳細的記述【283】。
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愷撒巡視龐培的營地，看到他的敵手倒斃在地麵，還有一些人正陷入垂死的狀態，不禁歎息道：“他們完全是自作自受，逼得走上這種地步。像我該猶斯·愷撒這樣的人物，曾經獲得多少次戰爭的勝利，他們居然要解散我的軍隊，好讓我束手聽候擺布。”波利歐曾經提過，愷撒用拉丁語說出這些話，不久就拿希臘文寫出來，特別說是營地被殺的人員大部分都是奴隸，陣亡的士兵沒有超過6000人【284】。愷撒將俘虜的步卒編入自己的軍團，許多有名望的人物都獲得他的赦免，後來刺殺他的布魯圖斯就是其中之一。戰爭結束，布魯圖斯沒有立即出現，讓愷撒特別擔心，能夠看到他安然無恙，愷撒感到格外欣慰。
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出現很多怪異的朕兆預示這場戰爭的勝利，據說在特拉勒斯（Tralles）發生的事件最為奇特【285】。那個城市的勝利女神廟，裏麵有一座愷撒的雕像，所在的地麵不僅非常堅硬，上麵還鋪設一層石塊，據說就在雕像基座附近，很快長出一棵棕櫚樹。
帕都亞（Padua）有位人士名叫該猶斯·科爾涅裏烏斯（Caius Cornelius），善於占卜聞名於當時，是史家李維的同鄉和舊識，戰事發生的當天他正在進行鳥卜的觀察。根據李維的記載，科爾涅裏烏斯首先指出戰鬥的時間，接著他向四周的人說是會戰已經開始，雙方的士兵正在拚個你死我活。等到第二次再看的時候就出現朕兆，他像是受到神明的感召突然跳了起來，高聲喊叫：“愷撒！你已經獲得勝利！”旁觀的人員看到這幕感到無比的驚奇，他把頭上戴的花冠取下來，當眾發出誓言，等到證明他的鳥卜真實無虛，才會再度戴上去。李維宣稱他所見所聞都是事實【286】。
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愷撒為了紀念這次大捷，特別將自由權利賜給帖撒利人，接著發兵追擊龐培。等他到達亞細亞以後，為了博得神話作者狄奧龐帕斯（Theopompus）的好感，沒有將尼多斯人（Cnidians）發售為奴，同時對亞細亞行省的人民豁免三分之一的稅金。等到他抵達亞曆山大裏亞（Alexzndria），得知龐培已遭謀殺，狄奧多都斯（Theodotus）將頭顱獻給愷撒，但是他不忍檢視，隻接受他身上佩帶的印章，對之垂淚不已【287】。
龐培許多朋友流亡埃及遭到國王的逮捕，現在他都加以解救，對他們表現出友善的態度。在他寫給羅馬朋友的信函裏麵，提到勝利為他帶來最大的快樂，是對那些與他作戰的同胞，能有機會不斷拯救他們的性命。至於他在埃及的戰爭，認為是對克麗奧佩特拉的愛情所引起，充滿危險而且帶來羞辱，根本沒有必要。有些人把戰事歸咎於埃及國王的大臣，尤其是宦官波瑟努斯（Pothinus），這個人在宮廷中最受寵信，就是他最近殺害龐培，放逐克麗奧佩特拉，現在又要暗中密謀想要除去愷撒（為了預防起見，愷撒從此徹夜不眠，借著通宵痛飲來保護個人的安全【288】），而且他公然在言語和行動方麵對愷撒的侮辱，也讓羅馬人難以忍受。像是愷撒的士兵所領的穀物已經發黴有害健康，波瑟努斯說他們應該感到滿足，靠著別人的施舍過日子，不應該再有閑言閑語。