Război civil
Între timp, din afara zidurilor Romei, Pompei urmărea anarhia din oraș devenind zilnic mai intolerabil. Era pregătit să aștepte fără să se angajeze până când optimii nu găseau o alianță cu el inevitabilă. El a refuzat alte oferte de la Cezar pentru o alianță matrimonială. În Roma s-a vorbit încă din 54 de ani de dictatură pentru Pompei. Violența de stradă a făcut imposibilă organizarea alegerilor. În ianuarie 52, Clodius a fost ucis de adepții înarmați ai lui Titus Annius Milo, a cărui candidatură pentru consulat se opunea cu amărăciune atât Pompei, cât și Clodius. Acum ambele facțiuni au explodat într-o violență și mai mare. Casa senatului a fost arsă de mulțime. Fără magistrați în funcție, Senatul a trebuit să-l cheme pe Pompei să restabilească ordinea. Era ora pe care o așteptase. A convocat rapid trupe din Italia. Nobilii nu l-ar avea ca dictator; au considerat că este mai sigur să-l numească singur consul.
Legislația lui Pompei din 52 relevă adevăratul său interes pentru reformă și duplicitatea comportamentului său față de Cezar. El a reformat procedura în instanțe și a creat un grup de jurați respectabili. O lege severă împotriva luării de mită la alegeri a fost făcută retrospectivă la 70 și, pentru toate protestele lui Pompei, a fost luată pe bună dreptate de prietenii lui Cezar ca țintindu-l. O altă lege utilă a impus un interval de cinci ani între funcția de magistratură la Roma și preluarea comenzilor provinciale. Însă această lege și alta, care interzicea candidatura în absență, au distrus efectiv temeiul așteptărilor lui Cezar de a deveni consul desemnat și atât de ferit de urmărire penală, înainte de a fi nevoit să-și desființeze armata în Galia. Au fost făcute mai multe încercări în anii 51-50 de a-l aminti pe Caesar înainte de expirarea celui de-al doilea mandat al său în Galia. Au fost frustrați de asertivitatea fracțiunii și a agenților lui Cezar din Roma. Pompei, cu toată frica și suspiciunea crescândă față de ambițiile lui Cezar, nu a apărut deschis împotriva lui Cezar decât la sfârșitul anului 51, când și-a arătat brusc intențiile. El a declarat că nu va lua în considerare sugestia ca Cezar să devină consul desemnat în timp ce încă se află la comanda armatei sale. Propunerile sale pentru o dată de compromis pentru reamintirea lui Cezar erau inacceptabile pentru Cezar, a cărui singură resursă era acum să folosească averea acumulată în Galia pentru a cumpăra oameni care să-i poată împiedica pe dușmanii săi din Senat. Când a venit războiul, Senatul a fost împărțit în mod egal între Cezar și Pompei. Consulii erau ferm pentru Pompei, deși îl vedeau pur și simplu ca fiind răul mai mic. La sfârșitul anilor 50, consulul Gaius Marcellus, nereușind să-l determine pe Senat să-l declare pe Caesar inamic public, a vizitat Pompeiul cu consulii desemnați și i-a pus o sabie în mâini. Pompei a acceptat invitația lor de a ridica o armată și de a apăra statul. Cezar a continuat să ofere soluții de compromis în timp ce se pregătea să lovească. La 7 ianuarie 49, Senatul a decretat în cele din urmă starea de război. Patru zile mai târziu, Cezar a traversat Rubiconul.
Planul strategic al lui Pompei era să abandoneze Roma și Italia la Cezar și să se bazeze pe comanda sa asupra mării și a resurselor din Est pentru a-i muri de foame pe cezarieni în Italia, dar el nu a avut loialitatea disciplinată și cooperarea deplină a aliaților săi Optimi, iar avansul rapid al lui Cezar spre sud doar nu a reușit să împiedice retragerea sa din Italia. De-a lungul Mării Adriatice la Dyrrhachium (acum Durrës, Albania), înțelepciunea strategiei lui Pompei a devenit clară. Caesar, după o traversare periculoasă în urmărire, s-a trezit rupt de la baza sa din Italia pe mare și în fața forțelor terestre superioare. Cu toate acestea, Pompei a trebuit să abandoneze blocada sa navală a restului forțelor lui Cezar din Brundisium și nu a reușit să împiedice trecerea lor pentru a se alătura lui Cezar. Armata lui Cezar a fost respinsă într-un asalt asupra taberei lui Pompei de la Dyrrhachium și, în lipsa unei decizii rapide în Occident, Cezar a fost obligat să se deplaseze spre est în Tesalia. Pompei a urmat și și-a unit forțele cu armata Senatului acolo sub Scipio, făcând poziția lui Cezar de nesuportat. În acest moment, Pompei, sub presiunea aliaților săi Optimi, a decis lupta, o decizie suficient de sensibilă dacă adversarul său nu ar fi fost un comandant de geniu. Pompei a suferit o înfrângere dezastruoasă pe câmpia Pharsalus (48). A fugit din lagărul său, în vreme ce inamicul a luat-o cu asaltul și s-a îndreptat spre coastă. Susținătorii săi urmau să se adune și să-l implice pe Caesar în lupte intense în Africa, Spania și Est încă trei ani, dar Pompei nu a trăit pentru a juca un rol în această luptă. Grăbit de urmărirea rapidă a lui Cezar, a pierdut contactul cu propria sa flotă. S-a mutat spre sud, în Cilicia, Cipru și Egipt. A decis să aterizeze la Pelusium și să solicite asistența lui Ptolemeu, fostul său client. Regele a mers în jos către coastă, aparent pentru a-l întâmpina, dar el și consilierii săi au ales să nu riște să-l jignească pe Cezarul victorios.Micul escadron al lui Pompei zăcea în larg, în timp ce Pompey, luându-și rămas bun de la soția sa, Cornelia, a respectat o invitație insidioasă de a intra, împreună cu mai mulți însoțitori, într-o ambarcațiune trimisă să-l aducă la uscat. În timp ce se pregătea să ajungă la țărm, a fost doborât și ucis cu trădare (28 septembrie 48 î.e.n.).