Bộ binh của Caesar bắt đầu xông vào tấn công hàng ngũ quân địch nằm những 274 mét. Pompey bình tĩnh giữ vững đội hình, mong rằng quân của Caesar sớm kiệt sức vì chạy nước rút cả quãng đường gần 300 mét qua khoảng trống chiến trường trước khi thực sự giao chiến. Nhưng rồi quân đội dày dạn kinh nghiệm của Caesar nhận biết ra mưu mẹo khôn khéo này nên họ đã cho dừng quân ở nửa đoạn đường để lấy lại sức và điều chỉnh lại hàng ngũ lộn xộn của họ.

Sau khi đã ổn định, quân Caesar lao lên giao chiến nửa quãng đường còn lại. Họ phóng lao liên tục vào hàng ngũ của Pompey và rút gươm chuẩn bị cho cuộc đánh xáp lá cà[2]. Vào cùng khoảng khắc đó hàng kị binh khổng lồ của Pompey tấn công cánh kị binh bên phải của Caesar.

Theo lệnh Caesar, đội kị binh của ông rút lui ra sau tạo cảm giác thất thế nên hàng kị binh và lính bổ trợ của kẻ thù bắt đầu chìm sâu vào chiếc bẫy. Lúc bấy giờ, kị binh của Pompey kinh ngạc đón nhận đợt phục kích dữ dội bởi 3,000 quân bộ binh dày dạn xông ra từ phía sau đội kị binh của Caesar[3]. Những người lính từ hàng bộ binh này chiến đấu ngoan cường, đâm lao như cây lao thời Trung Cổ của họ vào các kị binh.

Hiệu quả đến từ sự bất ngờ phát huy tác dụng ngay lập tức. Hàng kị binh của Pompey bị đánh bật, hoảng loạn tháo chạy quay về vị trí ban đầu. Trong quá trình rút chạy, họ bỏ rơi lại những cung thủ và lính nã đá vốn rất dễ bị tiêu diệt nếu đánh xáp lá cà, không chỉ vậy, các lính bổ trợ này còn bị vó ngựa của chính quân Pompey giẫm đạp lên. Kị binh của Caesar chỉ việc rượt đuổi tàn quân kị binh rời rạc này hoàn toàn ra khỏi đội hình chính của Pompey[4].

Hàng bộ binh thứ tư của Caesar sau đó xoay lại đe dọa bên hông và phía sau cánh trái quân đội của Pompey; cùng lúc đó, Caesar cho thúc hàng bộ binh thứ ba [5] dàn lên trước mặt hàng bộ binh đầu tiên. Bây giờ tình cảnh quân đội của Pompey khá hiểm nghèo: trước mặt là hàng quân mới sung sức, bọc gần phía sau là hàng bộ binh thứ tư của Caesar. Mặc dù nắm trong tay quân số vượt trội, nhưng sự lo lắng và hoang mang phân tán tư tưởng khiến Pompey quên không điều động cánh quân bên phải đội hình xông lên ngăn cản đà tiến công của Caesar.

Pompey đã cho quân rút khỏi chiến trường thay vì nỗ lực củng cố đội hình và chạy chữa cho những mất mát đã xảy ra. Ông lui về trại quân cố thủ của mình và chờ đợi kẻ chiến thắng đang đến, trong khi quân đội của ông bị đánh tan tác. Khi lực lượng Caesar đổ bộ lên trại quân đó, Pompey, một thời là từng là anh hùng La Mã đã bỏ chạy trong sự hổ thẹn. Ngày sau đó các cánh quân còn lại của Pompey đầu hàng Caesar và chiến tranh gần như kết thúc.[6]