С одним легионом Цезарь перешел границу Италии — реку Рубикон (10 января 49 г.). Основные силы Помпея находились в Испании, и он с большей частью сенаторов бежал из Рима в Грецию. Италия осталась в руках Цезаря. Никаких репрессий в Риме не было, но государственную казну Цезарь захватил. Из Рима он направился в Испанию и разбил войска Помпея (при Илерде). Вернувшись, он был провозглашен диктатором, но вскоре отплыл в Грецию, где победил Помпея при Фарсале (48 г.). Помпей бежал в Египет, где при высадке на берег был убит придворными Птолемея XIV. Спустя три дня в Александрию прибыл Цезарь. Он казнил убийц Помпея и, вмешавшись в династическую распрю, восстановил на престоле египетскую царицу Клеопатру. По пути в Рим Цезарь разгромил Фарнака, сына Митридата, который захватил было некоторые римские владения и союзные Риму царства.
Возвратившись в Рим, Цезарь провел мероприятия в интересах должников и пополнил сенат. Затем он разгромил силы помпеянцев в Африке (при Тапсе в 46 г.) и еще раз в Испании, где утвердились было сыновья Помпея. В гражданской войне Цезаря с помпеянцами провинции не были просто театром военных действий. От позиций провинциальных общин и городов зависело многое, и Цезарь делал все, чтобы привлечь их на свою сторону. При Цезаре началось широкомасштабное основание колоний в провинциях, где было расселено около 80 тыс. человек. Беспрецедентно вырос и масштаб предоставления гражданских прав за пределами Италии, а Предальпийская Галлия получила права римского гражданства для всего населения, как и город Гадес в Испании, как и Сицилия в 44 г., уже после смерти Цезаря (от Марка Антония). Начинается интенсивное развитие муниципальных городских форм в провинциях. Создается новая социальная опора Империи. Италийцы и провинциалы инкорпорируются в новый «руководящий слой», участвующий и в общеимперском управлении. Понятие «римлянин», как писал С.Л. Утченко, приобретает классовый смысл.
Для оформления своей власти Цезарь, как и Сулла, воспользовался титулом диктатора, который он принимал несколько раз, пока в 44 г. не стал пожизненным диктатором. Еще в 48 г. он получил пожизненную трибунскую власть, титул «отца отечества», титул императора вошел в состав его имени и т.д. Народные собрания фактически лишь принимали назначения Цезаря. Число магистратов было вновь увеличено. Был увеличен и реорганизован сенат. Цезарю принадлежал еще ряд реформ и законов (в том числе знаменитая реформа календаря), но наиболее существенной в его деятельности была новая политика по отношению к провинциям.
После победы Цезаря над помпеянцами положение его казалось не вызывающим сомнений. Однако с исчезновением непосредственного противника терялась и цель его напряженной до сих пор деятельности. Он хотел найти выход в парфянской войне, но слухи связывали подготовку к этой войне со старым предсказанием, согласно которому парфян может победить только «царь», с желанием перенести центр империи на Восток и т.д. В такой обстановке понятным образом возник заговор, включавший в себя как «республиканцев» (по позднейшему определению) Гая Кассия, Марка Брута и других, так и видных цезарианцев, например Децима Брута. 15 марта 44 г. Цезарь был убит на глазах у сенаторов, собравшихся на заседание.
Паника, охватившая город, смешала все карты. Сторонники Цезаря «попрятались в домах», некоторые покидали город. Заговорщики тоже не оказались хозяевами положения. Вместо того чтобы картинно предстать перед римлянами в качестве освободителей, им пришлось беспомощно созерцать общее смятение. С толпой приготовленных ими гладиаторов и рабов они поднялись на Капитолий и заняли оборонительную позицию. Ни та, ни другая сторона не смогла сохранить инициативу в своих руках. Ветераны Цезаря стали приходить в Рим, угрожая выступить, «если у них будут отняты наделы или если они не получат обещанных». В неясной еще обстановке сенат 17 марта принял компромиссное решение признать действительными все акты и распоряжения Цезаря, но оставить его убийц безнаказанными. Обнародованное завещание Цезаря, оставившего каждому римлянину небольшую денежную сумму, создало в среде плебса цезарианскую легенду. Похороны Цезаря и речь консула Антония, бывшего при Цезаре помощником диктатора, разожгли страсти, начались погромы богатых домов, так что подавлять волнения пришлось самим консулам-цезарианцам. Но это оказалось им на руку: в ходе событий был выдвинут лозунг мести за Цезаря, а сенат вынужден был разрешить Антонию окружить себя стражей, и он набрал шесть тысяч ветеранов-центурионов, т.е. ядро будущей армии. Рим становился для заговорщиков опасным, и они покинули город с тем, чтобы отправиться в свои провинции, назначенные им тем же Цезарем.