Trận chiến nổi tiếng nhất trong cuộc đời binh nghiệp của Caesar. 12 quân đoàn La Mã (khoảng 60.000 quân chưa kể quân trợ chiến) trong một trận chiến sinh tử với 200.000 đối phương để quyết định số phận xứ Gaul. Đây là một trận đánh thời cổ đại hiếm hoi mà chúng ta biết nhiều chi tiết về mặt quân sự, nhờ có cuốn sách “Cuộc chiến xứ Gaul” do chính tay Caesar viết ra và còn truyền lại đến ngày nay.
80.000 người Gaul cố thủ trong ngôi làng Alesia. Nơi này nằm trên một ngọn đồi cao ở giữa 2 con sông, địa thế hiểm yếu dễ phòng thủ. Thay vì công phá ngôi làng này, Caesar cho xây dựng một hệ thống đồn trại xung quanh để bao vây, chờ tới khi Vercingetorix hết lương thực phải đầu hàng.
Vercingetorix gửi tin cho các bộ lạc Gaul xung quanh nhờ cứu viện. Khi Caesar nghe tin, ông cho gia cố hệ thống phòng ngự, các đồn trại không chỉ có tường hướng vào bên trong, mà còn có tường và hào hướng ra bên ngoài, dưới chân tường cắm thêm cọc nhọn.
100.000 quân Gaul tới cứu viện. Họ quyết định rằng hướng Tây là nơi yếu nhất trên phòng tuyến của La Mã, và dồn sức tấn công, đồng thời Vercingetorix cũng đánh từ bên trong ra. Caesar liên tục gửi quân tiếp viện tới khu vực bị tấn công, và tự mình dẫn đầu đoàn kị binh. Vừa lúc quân La Mã sắp thất thủ thì kị binh của Caesar xuất hiện phía sau lưng người Gaul. Bị kẹp từ 2 phía, người Gaul tan hàng bỏ chạy, bị giết và bị bắt nhiều vô kể.
Trận này đánh dấu chấm hết cho các nỗ lực kháng cự của xứ Gaul, và là đỉnh cao vinh quang cá nhân Caesar. Theo những bản ghi chép lại của các học giả Brendan Woods thì kết quả của cuộc chiến 8 năm đó là: tổng cộng 800 thành thị bị chinh phục; 300 bộ lạc bị xóa sổ; 1 triệu người bị bán làm nô lệ và hơn 1 triệu người chết trên các chiến trường. Caesar đạt được chiến thắng này với cái giá 30.000 lính chết trận và 10.000 thương binh. Xứ Gaul trở thành một tỉnh của La Mã và là địa phương rất trung thành trong suốt 500 năm sau, cho tới khi đế quốc sụp đổ.
Tranh: Vercingetorix đầu hàng Caesar
Nguyên Lão Viện tuyên bố 20 ngày ăn mừng, nhưng Caesar từ chối quay về Roma để tổ chức lễ khải hoàn (ông biết rõ các đối thủ chính trị như Pompey đã bày sẵn bẫy). Nhận thấy đối thủ không cắn câu, phe Pompey bèn đạo diễn màn “không tổ chức bầu cử được vì tình hình bất ổn” để Nguyên Lão Viện chỉ định ông này là chấp chính quan duy nhất (thường Cộng hòa La Mã có 2 chấp chính quan, Caesar đã đăng ký ứng cử năm sau và chắc chắn sẽ được bầu do uy tín trong dân chúng đang ở đỉnh cao). Với tư cách đó, ông ta ra lệnh Caesar giải tán quân đội và quay về Roma với tư cách công dân bình thường. Đáp trả, Caesar dẫn quân về đánh chiếm thủ đô, khơi mào cho nội chiến.
