Благополучно переправившись через неохраняемую реку, армия Александра с благоговением глядела на высокий холм, на котором находилась Ниневия. Этот город, как было сказано македонцам, был построен Сарданапалом, что подтверждала колонна с надписью на халдейском языке. После осады она была разрушена Киром основателем. Оставив Тигр слева, а Гордейские горы справа, армия шла четыре дня через Атурию (Ассирию) до тех пор, пока разведчики не донесли о присутствии врага. Александр дал своим людям четырехдневный отдых, а на пятый день выступил на заре. В тот день армия шла по холмистой местности, которая эффективно скрывала ее от врага, пока она к нему не приблизилась. Как только с ним был установлен контакт, македонцы получили приказ вернуться в лагерь и тем самым обеспечили себе полноценный ночной отдых, тогда как Дарий продержал своих солдат всю ночь под ружьем для охраны выровненного участка, уже приготовленного для надвигающегося сражения. Сама равнина была известна как Гавгамелы — «место, где пасутся верблюды», а в предгорьях на севере можно было увидеть деревушку, развалины которой все еще хранят о ней память как о деревне Тель-Гомель.
Можно нарисовать четкую картину сражения (1 октября 331 до н. э.), потому что победители захватили и список личного состава имперской армии, и приказы для расстановки различных корпусов. Как это было со времен правления Ксеркса, войско каждой сатрапии находилось под командованием своего сатрапа. С краю левого фланга стояла бактрийская кавалерия под командованием Бесса, который также отвечал за индийцев и согдианцев. Затем шли скифские дахаи, а за ними арахозцы и индийцы с гор, возглавляемые Барсентесом. Персидская кавалерия и пехота стояли вперемешку; за ними размещались сузские и кадусийские отряды, которые, по-видимому, были отделены от своих собственных командиров.
В центре находился сам Дарий в окружении верных сородичей, персидских Бессмертных (на толстые концы копий которых были насажены золотые яблоки), и другие подразделения индийцев, депортированных карийцев и мардийских лучников. Рядом с царем и по обоим флангам персов были размещены греческие наемники. Позади центра стоял резерв, состоявший из уксийцев, которыми вместе с сузцами должен был командовать Оксиантр, сын Абулита, из вавилонян и ситтакенян под командованием Бупара (от которого были отделены карийцы) и из племен с берегов Персидского залива под командованием Окондобата, Ариобарзана и Отана.
На правом фланге располагались албанцы и сакесинийцы (которые, как и кадусийцы, должны были находиться под командованием Атропата); затем тапурийцы и гирканцы, возглавляемые Парфеем; мидийцы под командованием Атропата, который в начале Эллинской эры дал название Атропатенской Мидии и, косвенно, современному Адхарбайгану (возможно, это Азербайджан. —
Это был передний край сражения. Перед ним находился мощный щит из кавалерии под командованием Фратоферна. Слева располагались союзники-саки, конные лучники, возглавляемые Манаком, другие бактрийцы и сотня наводивших ужас колесниц с торчащими лезвиями по бокам. По центру располагались наводившие еще больший ужас слоны и пятьдесят дополнительных колесниц. Справа, поддерживаемые другими пятьюдесятью колесницами, были выстроены армяне под командованием Митраустеса и Оронтеса (сын более известного сатрапа с таким же именем) и каппадокийцы, которых Ариак увел, подобно Мазею.
Многие из этих сатрапов носили благородные имена, давно известные в знаменитых семьях. Ничто не указывает на то, что они были менее храбры, чем их отцы, но они ничего не знали о тактике того времени. Мы можем обнаружить некоторые признаки попытки оторваться от старой системы призыва на военную службу, принятой в сатрапиях, но одного этого не было достаточно, чтобы выиграть битву.
В противоположность почти полному отчету о построении боевых порядков мы мало знаем о самой битве, которая состоялась 1 октября 331 г. до н. э. Попытка Дария обойти македонцев с фланга не удалась. Колесницы с выступающими лезвиями и слоны не повергли, как ожидалось, противника в ужас. Вместо этого Александр прорвал линию фронта прямо напротив царя; Дарий бежал в Исс, но его подданные сражались столь отважно, что македонцы были в очень трудном положении, а Александру самому пришлось спасать ситуацию. Он переправился через реку Ликус и разбил лагерь, в то время как Парменион занимался лагерем персов. К полуночи Александр снова поспешил со своей кавалерией к Арбеле, находившейся в 120 километрах. Когда он появился, то обнаружил, что Дарий ускользнул во второй раз, снова оставив — как в Иссе — свои колесницу и оружие. Вместе с бактрийской кавалерией, родственниками и Бессмертными Дарий бежал через горы в Экбатану.