Цезарю пришлось в основном вести борьбу против двух легатов Помпея — Луция Афрания и Марка Петрея. Военные действия сосредоточились в районе города Илерда. Вначале они развивались не очень успешно для Цезаря. Был даже такой момент, когда бурным течением реки Сикарис оказались разбиты и снесены мосты, а Цезарь со значительной частью своих войск очутился чуть ли не в положении осажденного, отрезанного от продовольствия, от подкреплений.
Афраний и Петрей уже направляли победные реляции в Рим. Как пишет об этом сам Цезарь, здесь многие считали, что война почти окончена, и спешили в дом Афрания с поздравлениями. Кое–кто из числа сенаторов, пока остававшихся в Риме, решил, что наконец–то пробил час принять окончательное решение и перебежать к Помпею. В числе их был и Цицерон. Несмотря на мольбы и заклинания Целия Руфа, письма самого Цезаря, наконец, наперекор прямому запрету Марка Антония 7 июня он тоже переправился в Грецию.
Тем временем положение Цезаря изменилось к лучшему. Ему удалось примерно в 30 километрах от своего лагеря тайно от противника навести через реку мост и таким образом обеспечить снабжение армии продовольствием. В это же время пришло известие из–под Массилии: флот Децима Брута нанес чувствительное поражение эскадре массилийцев, пытавшихся прорвать блокаду. Но решающее значение имел тот факт, что сначала пять крупных испанских общин, расположенных к северу от Ибера (Эбро), перешли на сторону Цезаря, а затем к ним примкнуло еще несколько более отдаленных общин. Вероятно, на такое решение оказали влияние не только текущие события, но и та добрая слава, которая сопровождала имя Цезаря еще с тех пор, когда он, как пропретор Дальней Испании, освободил население от контрибуции, наложенной в свое время Метеллом Пием.
Во всяком случае положение изменилось настолько, что Афраний и Петрей решили отступить в область кельтиберов, где, кстати сказать, позиции помпеянцев были значительно сильнее. Однако Цезарь, умело маневрируя, сумел отрезать противнику путь к Иберу и вынудил в конечном счете вражеское войско вернуться в район Илерды. Здесь ему удалось окружить врагов в безводной местности, и, не дав ни одного крупного сражения, избегая лишнего кровопролития, Цезарь вынудил Афрання и Петрея капитулировать.
Собственно говоря, вопрос о капитуляции был в значительной мере решен самими солдатами. Еще до того, как войско помпеянцев оказалось в безнадежном положении, происходили неоднократные сцены братания, причем в лагерь Цезаря являлись не только солдаты, но и офицеры и даже вожди некоторых испанских общин, которых Афраний держал в своем войске в качестве заложников. Петрей пытался самыми решительными средствами и торжественным возобновлением воинской присяги восстановить дисциплину, но ему это удалось лишь на самый короткий срок, 2 августа состоялись переговоры с Цезарем, и окруженное войско должно было пойти на все его условия.
Эти условия оказались, в особенности для солдат, вполне приемлемыми. Цезарь потребовал лишь роспуска армии и оставления провинции. Было договорено, что солдаты, живущие в самой Испании, распускаются немедленно, остальные же — у реки Вара, протекавшей по границе между Испанией и Галлией. Чтобы довести войну в Испании до конца, следовало еще решить вопрос о Дальней Испании — провинции, которой управлял в данное время Марк Теренций Варрон, знаменитый ученый–энциклопедист. Его позиция была сначала не очень определенной, или, как иронически замечает Цезарь, он «колебался по мере колебания счастья» , и, когда дела оборачивались как будто не в пользу Цезаря, он даже начинал готовиться к борьбе против него.
Однако пока шла эта подготовка, ситуация, как известно, изменилась. Варрон направился было с двумя легионами в Гадес, где он хотел сосредоточить войска, суда и провиант. Но прежде чем он туда дошел, вся провинция, все общины и города, в том числе Гадес, перешли на сторону Цезаря. Один из его легионов дезертировал. Тогда Варрону не осталось ничего другого, как передать оставшийся легион офицеру, намеченному Цезарем, а самому с изъявлением покорности явиться в Кордубу, куда специальным эдиктом Цезаря были вызваны все представители местных властей.
В Кордубе, на народном собрании, в торжественной обстановке, Цезарь выступил с речью и благодарил всех тех, кто оказал ему содействие и помощь. Ряду общин он определил награды от имени государства или от себя лично. Из Кордубы он отправился в Гадес, а из Гадеса в Тарракон, где его уже ожидали посольства от Ближней Испании. Здесь он провел такое же торжественное собрание и снова наградил ряд общин и городов. Однако считать кампанию полностью завершенной было преждевременно: кроме дел в Испании оставалась еще Массилия.