Между тем Катилина, устав ждать, решил действовать. В Этрурии его сообщник Гай Манлий набирал войско из ветеранов Суллы и всякого сброда. Аналогичные приготовления к мятежу велись и в других местах Италии. Катилина намеревался пройти в консулы на 62 г. до н. э., а если это не удастся, то захватить власть вооруженным путем (т. н. conjuratio, или Второй заговор Катилины). Обстановка в Риме накалялась день ото дня. Действующий консул Цицерон, своевременно узнавший о заговоре через осведомителей и добившийся от сената чрезвычайных полномочий, принял надлежащие меры: в день консульских выборов Марсово поле было оцеплено вооруженными людьми, так что заговорщикам не удалось вмешаться в ход голосования.
Тем временем в Этрурии Манлий поднял знамя мятежа. Катилина решил форсировать развитие событий в Риме. Во главе городской группы заговорщиков стояли Публий Корнелий Лентул Сура (консул 71 г. до н. э., отчим будущего триумвира Марка Антония), Публий Автроний Пет и Луций Кассий Лонгин. При подходе к Риму отрядов Манлия планировалось убить Цицерона и поджечь город в 12 местах, после чего начать резню и грабеж. Утром 7 ноября 63 г. до н. э. наемные убийцы попытались проникнуть в охраняемый дом Цицерона, но безуспешно. На следующий день Цицерон созвал сенат и произнес гневную речь (первую из четырех т. н. катилинарий), полную обвинений в адрес присутствовавшего на заседании Катилины. Последний в тот же день отправился в Этрурию, чтобы возглавить мятеж. Сенат объявил Катилину и его сообщников вне закона и направил против них армию во главе с коллегой Цицерона Антонием Гибридой. Однако в самом Риме против катилинарцев странным образом не было предпринято никаких мер. В свою очередь, и заговорщики затаились. Сенаторы и катилинарцы как будто состязались между собой в трусости и бездарности.
Скоро наступила развязка. Безрассудный Лентул попытался вовлечь в заговор депутатов галльского племени аллоброгов, на поверку оказавшихся провокаторами на службе у консула Цицерона. Опрометчиво снабдив галлов письмами, в которых он склонял вождей аллоброгов к антиримскому выступлению, Лентул сам предоставил Цицерону убийственные улики против себя и своих сообщников. Утром 3 декабря Цицерон распорядился взять под домашний арест Лентула, сенатора Гая Корнелия Цетега, всадников Луция Статилия и Публия Габиния Капитона. Остальные заговорщики спаслись бегством. Арестованные катилинарцы были изобличены в государственной измене, и большинство сенаторов (против выступил только Цезарь, избранный претором на будущий год) из страха перед возможным мятежом высказались за их немедленную казнь. Приговор сената был незаконным; кроме того, осужденным не дали воспользоваться правом апелляции (впоследствии вся вина за казнь без суда римских граждан пала на одного Цицерона). Вечером 5 декабря приговор был приведен в исполнение (преступников задушили в тюрьме у подножия Капитолия). Цицерон торжественно произнес свое знаменитое: «Vixerunt!» («Они умерли!»), и толпа восторженно приветствовала его как спасителя республики и «отца отечества» (pater patriae).
После известия о разгроме заговора в Риме Катилина во главе небольшого отряда попытался было пробиться через апеннинские проходы в Галлию, но в январе 62 г. до н. э. был настигнут правительственными войсками и в бою при Пистории в северной Этрурии, доблестно сражаясь, погиб вместе с тремя тысячами своих сторонников. Последний крупный отряд, состоявший из остатков войск Спартака и Катилины, в 60 г. до н. э. был ликвидирован в районе Фурий пропретором Гаем Октавием (23 сентября 63 г. до н. э. у Октавия родился сын, Гай Октавий Фурин, впоследствии ставший императором Августом).
Между тем в конце 62 г. до н. э. в Италию вернулся победитель Митридата. Опасения олигархов и популяров оказались напрасны: немедленно по прибытии в Брундизий Помпей распустил свои легионы и направился в Рим с небольшой свитой. Как только об этом стало известно, столь же недальновидная, сколь и трусливая олигархия вознамерилась унизить победоносного полководца: противники Помпея в сенате (прежде всего Лукулл) добились того, что в консульстве ему было категорически отказано, подтверждение его распоряжений на Востоке свелось к обсуждению деталей и в целом так и не состоялось, обещание о наделении землей ветеранов было утверждено, но не выполнено. Попытавшись войти в контакт с популярами, Помпей и там не нашел поддержки. Аграрный законопроект, внесенный трибуном Луцием Флавием с подачи Помпея, при голосовании в комициях был благополучно провален (начало 60 г. до н. э.). В итоге Помпей оказался в политической изоляции. Единственным выходом для него в сложившейся ситуации было участие в негласной антисенатской коалиции, которая оформилась летом 60 г. до н. э.
Образование Первого триумвирата