говорят о том, что у Помпея было 30 тысяч пехоты и около 3 тысяч всадников, а у Цезаря 30 тысяч пехоты и около 2 тысяч всадников (Дельбрюк Г. История военного искусства в рамках политической истории. Т.1. М., 1936). Таким образом, армия Помпея имела численный перевес, но не такой большой, как сообщал Цезарь.
Боевой порядок армии Помпея, по свидетельству Фронтина, состоял из трех линий, в каждую из которых входило по 10 шеренг, так что общая глубина построения достигала 30 шеренг. На правом крыле находился киликийский легион, усиленный когортами, прибывшими из Испании; это были самые надежные войска. В центре находились два сирийских легиона. Левое крыло составили два легиона, переданные Цезарем Помпею по постановлению сената в начале их противоборства. Около двух тысяч добровольцев- ветеранов было распределено по всему фронту. Вся конница, лучники и пращники построились на левом фланге. Правый фланг боевого порядка упирался в ручей Энипей с крутыми берегами. Помпеи находился на левом фланге. Семь когорт были оставлены для охраны лагеря.
Помпеи приказал своим легионам ждать атаки противника, не двигаясь с места. Он считал, что первый бурный натиск неприятельской пехоты должен будет захлебнуться, фронт растянется, и только тогда его солдаты должны будут в сомкнутых рядах напасть на разрозненные неприятельские части. Помпеи надеялся, что неприятельские копья будут причинять меньше вреда, если солдаты останутся в строю, чем, если сами пойдут навстречу неприятельским залпам, а вместе с тем солдаты Цезаря от двойного пробега дойдут до полного изнеможения. Контратакуя с фронта расстроенные легионы противника, Помпеи полагал своей конницей и легко вооруженной пехотой одновременно нанести удар во фланг и тыл наступавшим легионам Цезаря.
Боевой порядок армии Цезаря состоял также из трех линий. Правое крыло составлял его лучший 10-й легион, левое — 8-й и 9-й легионы, понесшие потери в предыдущих боях; в центре находились остальные легионы. Левый фланг упирался в ручей Энипей, на правом фланге стояла конница, усиленная легко вооруженной пехотой. Опасаясь за свое правое крыло, Цезарь взял из третьей линии по одной когорте и создал четвертую линию: шесть когорт построил за своим правым флангом под прямым углом к фронту, а из остальных составил небольшой резерв. Этим шести когортам были даны специальные указания действовать совместно с конницей; при этом Цезарь сказал, что победа зависит исключительно от храбрости этих когорт. Третьей линии запрещено было идти в атаку до особого сигнала.
Бой начался наступлением легионов Цезаря, атакой ими пехоты Помпея.
Легионы Цезаря стремительно бросились вперед, на полпути остановились для небольшой передышки, затем снова побежали, пустили копья и обнажили мечи. Легионы Помпея выдержали атаку, а затем пустили в ход свои копья и взялись за мечи.
В это время двинулись вперед находившиеся на фланге конница Помпея и легковооруженная пехота, под натиском которых конница Цезаря стала отходить.
Казалось, что конница Помпея успешно преследует конницу Противника. Но когда она вышла на линию шести когорт, скрытых Цезарем за своим правым флангом, то была внезапно атакована ими и одновременно контратакована с фронта конницей Цезаря, прекратившей отступление. Конница Помпея была разбита, его легковооруженные пехотинцы перебиты, левый фланг пехоты из-за отсутствия резерва оказался необеспеченным.
Разбив конницу Помпея, ударная группа Цезаря вместе с конницей атаковала пехоту противника во фланг. В это время стоявшей на месте третьей линии был дан сигнал к наступлению. Легионы Помпея не выдержали комбинированной атаки с фронта и во фланг и побежали к своему лагерю.
Когда Помпеи увидел, что его конница разбита, он направился в лагерь, оставив на произвол судьбы свои легионы. Из лагеря он с личной охраной поскакал в Ларису, а затем к морю, где сел на корабль и отплыл сначала на остров Лесбос, а потом в Египет.
Легионы Цезаря с ходу атаковали лагерь противника и взяли его. Остатки армии Помпея отступили на близлежащую гору, а затем устремились к Ларисе. Цезарь оставил часть сил для охраны своего лагеря и захваченного лагеря противника, а сам с четырьмя легионами пошел наперерез помпеянцам. К вечеру ему удалось перерезать противнику пути отступления, а на рассвете остатки армии Помпея сложили оружие. Цезарь, по его собственным данным, взял в плен 24 тысячи легионеров, включая плененных в бою, в лагере и в редутах. Много помпеянцев, по его сообщению, бежало в соседний город. Это никак не согласуется с названной Цезарем цифрой — 15 тысяч убиты (См.: Записки Юлия Цезаря и его продолжателей. М.-Л., 194:8). Под Фарсалом исход боя фактически решил внезапный удар общего резерва армии Цезаря. Таким образом, резерв стал применяться не только для отражения неожиданных ударов противника, как это было раньше, но и для достижения победы. Третья линия боевого порядка армии Цезаря также сыграла важную роль, оказавшись линией поддержки: она атаковала изнуренного противника с фронта, в то время как во фланг его атаковали конница и отборные когорты. Но такая комбинированная атака была возможна лишь при отсутствии резерва в боевом порядке Помпея и управления ходом боя. Помпеи был только наблюдателем на первом этапе боя и, когда увидел неблагоприятный исход, скрылся в своем лагере. На его стороне было численное превосходство, к тому же он имел третью линию боевого порядка, силами которой можно было парировать обходной маневр когорт противника. Но Помпеи не использовал имевшихся у него возможностей для нанесения поражения легионам Цезаря.
Помпеи скрылся в Египте, где и был предательски убит. Победа под Фарсалом стала логическим завершением всех предшествующих действий Цезаря. Начав гражданскую войну, Цезарь умело использовал промахи Помпея (оставление на произвол судьбы своих легионов в Испании, оставление Рима, оборонительный характер действий, рассредоточение своих боевых сил и др.) и, захватив стратегическую инициативу, уничтожал его войска по частям.
Эта победа позволила Цезарю продолжить борьбу за военную диктатуру и успешно ее завершить. (Сначала он был назначен диктатором на 10 лет, а в 44 (45) году до н. э. сенат присвоил Цезарю титул «вечного», то есть пожизненного диктатора.)
Победа в гражданской войне позволила Цезарю провести ряд реформ, которые наметили пути формирования основ Римской империи.