V roce 50 př. n. l. senát vedený Pompeiem nařídil Caesarovi rozpustit armádu a vrátit se do Říma, protože mu skončilo funkční období místodržitele. Caesar se domníval, že bude stíhán, pokud vstoupí do Říma bez imunity, kterou požívá soudce. Pompeius obvinil Caesara z neposlušnosti a zrady.
Překročení Rubikonu
V roce 49 př. n. l. se Caesar se svým vojskem přiblížil k Římu a překročil Rubikon, mělkou řeku v severovýchodní Itálii. Byl to bod, za který se nesměla dostat žádná armáda. Řeka označovala hranici mezi Cisalpinskou Galií na severu a vlastní Itálií na jihu. Překročení Rubikonu vyvolalo občanskou válku. Zákonitý konzul Pompeius a jeho přátelé uprchli z Říma, když se blížila Caesarova armáda.
Pompeiovi se podařilo uprchnout dříve, než ho Caesar mohl zajmout. Caesar se rozhodl zamířit do Španělska, zatímco Itálii ponechal pod kontrolou Marka Antonia. Caesar podnikl ohromující 27denní pochod do Španělska, kde porazil Pompeiovy poručíky. Poté se vrátil na východ, aby vyzval Pompeia v Řecku. Tam v červenci 48 př. n. l. u Dyrrhachia Caesar jen o vlásek unikl katastrofální porážce. Později téhož roku pak Pompeia v bitvě u Farsalu definitivně porazil.
Konečně diktátor
V Římě byl Caesar jmenován diktátorem a Markus Antonius jeho velitelem (druhým velitelem). Caesar předsedal své vlastní volbě druhého konzula a po jedenácti dnech se této diktatury vzdal.
Koncem roku 48 př. n. l. byl znovu jmenován diktátorem na jeden rok. Caesar poté pronásledoval Pompeia do Egypta, kde byl Pompeius brzy zavražděn. Caesar se poté zapojil do egyptské občanské války mezi dětským faraonem a jeho sestrou, manželkou a spoluvládkyní, královnou Kleopatrou. Snad v důsledku faraonovy role v Pompeiově vraždě se Caesar postavil na Kleopatřinu stranu. Údajně se rozplakal při pohledu na Pompeiovu hlavu, kterou mu faraon nabídl jako dar. V každém případě Caesar v roce 47 př. n. l. porazil faraonova vojska a Kleopatru dosadil na trůn.
Caesar a Kleopatra oslavili své vítězství triumfálním průvodem po Nilu na jaře roku 47 př. n. l. Královskou bárku doprovázelo 400 dalších lodí, které Caesarovi představily luxusní životní styl egyptských faraonů. Caesar a Kleopatra se nikdy nevzali; římské právo uznávalo pouze manželství dvou římských občanů. Caesar pokračoval ve vztahu s Kleopatrou i během svého posledního manželství, které trvalo 14 let - v římských očích to nepředstavovalo cizoložství - a možná zplodil syna jménem Caesarion. Kleopatra navštívila Řím vícekrát a pobývala v Caesarově vile za Římem na druhém břehu Tibery.
V roce 46 př. n. l. Caesar porazil Cata a zbytky Pompeiových stoupenců v Africe. Poté byl na deset let jmenován diktátorem. Během dvou let provedl řadu změn v římské správě, aby zlepšil stav republiky. Mnohé z těchto změn měly zlepšit život obyčejných lidí. Jedním z příkladů, který přetrval, byla jeho reforma kalendáře do současné podoby s přestupným dnem každé čtyři roky. V únoru roku 44 př. n. l., měsíc před svým zavražděním, byl jmenován doživotním diktátorem.
Atentát
Na březnové idy (15. března; viz římský kalendář) roku 44 př. n. l. se měl Caesar dostavit na zasedání senátu. Markus Antonius se obával nejhoršího a vydal se Caesarovi v ústrety. Spiklenci to očekávali a domluvili se, že ho někdo zadrží.
Podle Eutropia se atentátu zúčastnilo asi šedesát nebo více mužů. Byl 23krát bodnut. Podle Suetonia lékař později zjistil, že pouze jedna rána, druhá do hrudi, byla smrtelná. Poslední diktátorova slova nejsou s jistotou známa a mezi vědci i historiky jsou předmětem sporů. V anglicky mluvícím světě je nejznámější verzí latinská věta Et tu, Brute? ("Ty také, Brute?"). V Shakespearově Juliu Caesarovi se jedná o první polovinu věty: "Et tu, Brute? Tak padni, Caesare". Podle Plútarcha Brutus po atentátu předstoupil, jako by chtěl něco říci svým kolegům senátorům; ti však z budovy utekli. Brutus a jeho společníci pak pochodovali ke Kapitolu a přitom volali na své milované město: "Lidé Říma, jsme opět svobodní!". Setkali se s mlčením, protože římští občané se zamkli ve svých domech, jakmile se začala šířit zvěst o tom, co se stalo.
Na fóru byla vztyčena vosková socha Caesara s 23 bodnými ranami. Dav, který se tam shromáždil, založil požár, který fórum a sousední budovy těžce poškodil. V následném chaosu vedli Markus Antonius, Octavianus (pozdější Augustus Caesar) a další lidé sérii pěti občanských válek, které skončily vznikem Římské říše.
Římská říše a její císaři byli v dějinách tak významní, že slovo Caesar se v některých evropských zemích používalo jako titul pro císaře i dlouho poté, co Římská říše zanikla. Například německý císař byl až do roku 1919 n. l. nazýván císařem a ruský císař byl až do roku 1917 n. l. nazýván carem.