Продвигаясь вперед, Цезарь отчетливо понимал, что, если в ближайшие дни он не переломит неблагоприятную ситуацию, ему придется уйти в Провинцию, да еще уповать на то, что Верцингеториг не вторгнется со своим войском в Италию. Несомненно, в этом случае оптиматы, возглавляемые Катоном, отстранят его от командования войсками, найдут повод для травли или отправят его в изгнание.

Верцингеториг, понимая, в какое трудное положение попал Цезарь, решил раз и навсегда с ним покончить. Когда римляне находились на марше в районе нынешнего Дижона, на них внезапно напали спустившиеся с холмов конники неприятеля. Атака была столь неожиданной, что Цезарь не успел выстроить войско в линии. Галлы были настолько убеждены в конечной победе, что перед атакой торжественно поклялись проскакать по два раза сквозь неприятельскую колонну. Однако римлянам удалось сначала организовать оборону, а потом и перейти в контратаку. В конце концов римская конница заняла господствующие высоты, и галлы, опасаясь, что попадут в окружение, начали отступать, а затем обратились в бегство. Цезарь одержал неожиданную победу как раз тогда, когда она была нужнее всего.

Верцингеториг, потерпев поражение, по существу незначительное, был тем не менее настолько ошеломлен, что совершил гибельную ошибку: увел свое войско в находившуюся поблизости Алесию, город мандубиев, окруженный реками и холмами. Подойдя к этому городу, Цезарь приказал окружить его сплошной линией укреплений (окружностью в десять миль). И вот галлы с крепостной стены города стали со страхом и удивлением наблюдать, как римляне возводят вокруг Алесии двенадцатифутовый вал. Но римляне этим не ограничились: с обеих сторон возведенного ими вала они вырыли глубокие рвы, а в них вбили заостренные сверху колья, получившие название «могильных столбов». Наконец, всю эту линию укреплений римляне опоясали караульными башнями в восьмидесяти футах одна от другой. Но Цезарь не удовольствовался и этим. Он приказал возвести еще один — внешний двенадцатимильный оборонительный вал на случай подхода со стороны войск неприятеля. Свой лагерь Цезарь разместил между валами.

Цезарь не зря возвел внешний вал. Еще когда Алесия не была полностью опоясана римскими укреплениями, Верцингеториг послал гонцов в державшие его сторону галльские племена с просьбой о срочной помощи, а помощь такая ему была крайне нужна, ибо продуктов питания оставалось только на тридцать дней. Галльские племена пошли навстречу Верцингеторигу, и к Алесии двинулась огромная армия. Верцингеториг, теперь уже окруженный со всех сторон, об этом не знал и, когда продовольствие в городе почти закончилось, собрал военный совет. На совете были высказаны различные мнения: одни предлагали сдаться, другие стояли на том, чтобы сделать вылазку, пока еще сохранились силы, а арверн Критогнат даже предложил ввести людоедство за счет людей, признанных по своему возрасту непригодными для войны. Верцингеториг принял другое решение: он направил всех неспособных носить оружие, включая детей и женщин, в лагерь противника просить у Цезаря милосердия. Когда эти люди подошли к римскому лагерю, они принялись умолять взять их в рабство, но только накормить. Однако Цезарь отправил их восвояси.

В это тяжелое время для осажденных к Алесии наконец, подошла армия галлов, состоявшая из солдат различных племен, державших сторону поникшего было Верцингеторига. Разбив лагерь, галлы устремились на штурм внешнего вала римлян. В то же время солдаты Верцингеторига высыпали из города и атаковали внутренний вал. Сражаться на два фронта — дело нелегкое, но все же после долгого и кровопролитного боя римляне в конце концов одолели противника: оставшиеся в живых солдаты Верцингеторига скрылись за городскими стенами, а галлы, атаковавшие внешний вал римлян, не выдержав натиск конницы неприятеля, отступили к своему лагерю, понеся большие потери. Цезарь в этом бою сражался в первых рядах и даже потерял меч. (Впоследствии он видел этот меч в храме арвернов. Друзья Цезаря предложили его забрать, но он оставил меч в храме как напоминание о своей славной победе.)

Отдохнув один день, солдаты Верцингеторига снова пошли на штурм римского лагеря, используя штурмовые лестницы и багры, чтобы взобраться на вал. Однако римляне опять взяли верх над противником. В этом бою отличился легат Марк Антоний, будущий член второго триумвирата.

Потерпев еще одно поражение, Верцингеториг решил взять реванш. К этому времени он узнал, что в линии укреплений противника имеется уязвимое место: на северной стороне римского лагеря тянется небольшой горный кряж, на котором римляне не сумели возвести оборонительный вал. Стянув под покровом ночи к этому месту свои войска, Верцингеториг утром бросил их в наступление. В то же время армия галлов, прибывшая на помощь Верцингеторигу, выступила из своего лагеря и пошла на штурм внешнего вала. Атаку войска Верцингеторига римляне успешно отбили, а вот галлы стали римлян теснить. В разгар боя Цезарь, надев пурпурный плащ, знак своего отличия, появился в первых рядах своей армии. Римляне воспрянули духом и в конце концов одолели противника.

На следующее утро Верцингеториг собрал оставшихся в живых воинов и заявил, что покорится их выбору: удовлетворить неприятеля своей смертью или предаться ему живым. Галлы направили к Цезарю своих представителей. Он приказал им сложить оружие, а вождей явиться к нему. Верцингеториг приехал к Цезарю на коне. Спешившись, он преклонил перед ним колени, но если он рассчитывал на милосердие Цезаря, который однажды назвал его своим другом, то он просчитался. Цезарь взял в рабство всех защитников Алесии, кроме эдуев и арвернов, которых он пощадил из политических предпосылок. Что касается Верцингеторига, то его доставили в Рим, где он провел в тюрьме долгие шесть лет, после чего во время триумфа Цезаря был казнен.

В честь победы римлян при Алесии в Риме, к раздражению недовольных успехом Цезаря оптиматов, провели двенадцатидневный молебен. Однако разгром войска Верцингеторига не положил конец Галльской войне — некоторые наиболее непримиримые галльские племена все еще продолжали борьбу за свою независимость. На севере Галлии белловаки вели борьбу с римлянами в течение всего 51 года, но в конце концов были разбиты и признали власть Рима. Покорились Риму и атребаты. Их вождь Коммий сдался Марку Антонию, получив обещание, что его пощадят.

На юге Галлии отказавшиеся признать власть Рима кадурки укрылись в Укселлодуне, городе, защищенном со всех сторон отвесными скалами. Кадурки уповали на то, что Цезарь по истечении срока своих полномочий вскоре уйдет из Галлии, и надеялись продержаться до этого времени. Однако Цезарь обманул их надежды, осушив единственный источник и лишив крепость воды. Горожане капитулировали и предались на милость Цезаря. Однако на сей раз он решил примерно наказать непокорных, в назидание прочим галльским бунтовщикам: всех, кто сражался против Цезаря в Укселлодуне, пощадили, однако отрубили им обе руки. Пусть война в Галлии закончилась, но до конца своих дней увечные жители Укселлодуна будут служить живым напоминанием о том, что милосердие Цезаря имеет свои границы.