Молодой вождь племени арвернов Верцингеторикс собирал силы для уничтожения римлян. Цезарю пришлось срочно возвращаться к зимующим легионам.
К 52 г. до н. э. Цезарь, казалось, уже завоевал Галлию — умелая политика divide et impera («разделяй и властвуй»), смелое и стремительное военное наступление не дали галлам объединиться и дать отпор захватчикам. Цезарь был в Риме, когда у галлов появился лидер, способный сплотить их.
На первом этапе борьбы Цезарь стремился как можно скорее разрушить союз племен, подчинить их по отдельности. Он разделил силы, отправив Тита Лабиена и 4 легиона захватить столицу племени парисиев Лютецию (современный Париж), а сам с 6 легионами осадил столицу арвернов Герговию. Но тактика галльской кавалерии и самоотверженная борьба за Герговию привела здесь Цезаря к неудаче и отступлению. Лабиен же едва смог пробиться обратно и соединиться с основными силами. Только вместе они могли вести войну с надеждой на победу, особенно теперь, когда положение ухудшалось — галлы уверились в своих силах. Почти все они теперь примкнули к восстанию, в том числе сильное племя эдуев, недавние союзники Цезаря. Так его стратегия привела к усилению Верцингеторикса.
Цезарь двинулся после этих неудач к реке Сона, по которой он мог бы получать продовольствие из тыла и укрепиться так, что нападение на него было бы слишком рискованным для галлов. Верцингеторикс посчитал, что наступил тот момент, когда пора приблизить развязку. Галльская конница пыталась расстроить колонны римлян, но те, оберегаемые римской и навербованной германской кавалерией, сумели разбить галлов. Верцингеторикс так и не пустил свою пехоту в бой против римской, зная о ее превосходстве. Теперь Цезарь отказался от продвижения к Соне и начал преследование врагов.
Чтобы сохранить цельность и боеспособность войск, Верцингеторикс укрылся в Алезии, небольшой, но удобной крепости племени мандубиев (южнее современного Дижона).
Здесь предстояло разыграться драме, решившей исход противостояния. Используя выгоды обороны в хорошо укрепленном месте, Верцингеторикс рассчитывал повторить успех в Герговии, когда римляне не смогли взять город, тем более что тут Цезарь испытывал те же трудности со снабжением. Но в этот раз он решил взять хорошо укрепленный город осадой, уморив его голодом. Припасов у галлов едва ли хватало на срок более месяца. Около 60 тыс. римлян начали строительство укреплений вокруг Алезии для ее полной блокады.
Причем строить пришлось две линии — контрвалационную (обращенную к городу, в 16 км) и циркумвалационную (обращенную к окружающей местности, в 20 км). Вторая линия должна была защитить римлян от галльских подкреплений. Так осаждающие оказались в перспективе тоже быть осажденными. Линии укреплений были снабжены башнями и хитроумными устройствами перед частоколом, прозванным «садом Цезаря» — волчьими ямами, острыми железными крючьями, торчащими из земли и др.
Тем временем Верцингеторикс был в ожидании. Люди начали голодать, и ему пришлось прогнать из города несколько тысяч оказавшихся там женщин, стариков и детей. Один из вождей даже якобы предлагал съесть их, но если это и так, то Верцингеторикс не допустил этого. Несчастные оказались между галлами и римлянами. Цезарь не принял их: он и сам испытывал нехватку еды. Через некоторое время вождь галлов вынужден был впустить людей обратно. Вскоре к Алезии подошла наконец галльская вспомогательная армия.
За те 5−6 недель, что прошли с начала осады, галлы собрали немалое войско. В научно-популярной литературе до сих пор нередко можно встретить данные о численности галлов в Алезии и этом войске, восходящие к основному текстовому источнику об осаде — «Записках о галльской войне» самого Цезаря.
Вместо того, чтобы, обладая столь значительным перевесом, постоянно нападать сразу во многих местах укреплений и лишить Цезаря возможности сконцентрировать силы для сопротивления атакам, галлы напали на лагерь в одном месте — наступали на окопы на равнине Лом шириной около 3 км. Этот первый храбрый натиск был отбит. На следующую ночь галлы атаковали с холма Рея (см. карту ниже), с более удобной позиции и в том месте, где римские укрепления были менее крепкие. А в полдень атаки были поддержаны Верцингеториксом. Уже третью мощную атаку циркумвалационной линии с холма, состоявшуюся 2 октября, возглавлял Веркассивелаун, двоюродный брат Верцингеторикса. Римлян штурмовали с двух сторон, изнутри и снаружи укреплений. Галлы под командованием братьев бросались на линии Цезаря с яростью и безумной отвагой и начали теснить врагов.
В этот момент они были ближе всего к тому, чтобы сломить сопротивление легионеров. Но у римлян не все силы были введены в бой (как если бы им пришлось противостоять действительно гигантской армии). Тогда Тит Лабиен с несколькими когортами и кавалерией сделал обход и ударил во фланг и тыл штурмующих. Его атака позволила римлянам перейти в наступление. Галлы спешно отходили. Против защитников Алезии выступил сам Цезарь, как всегда, когда он так поступал, в пурпурном плаще, чтобы воины видели полководца. Под их натиском Верцингеториксу пришлось вернуться в Алезию. Цезарь победил.
Галлы из вспомогательного войска стали расходиться уже в день поражения. Надежд на возможность взять укрепления Цезаря у них уже не было. Верцингеторикс понял, что проиграл. На следующий день после боя он вошел в римский лагерь и сдался Цезарю. Через почти 6 лет заточения он был ритуально повешен в Риме во время триумфальной процессии победителя. На галлов все это оказало окончательно деморализующее воздействие. А Галлия вскоре перешла под прочный контроль Рима.
Война против галлов показала не только и не столько Цезаря как выдающегося полководца, якобы намного превосходящего Верцингеторикса, сколько преимущества римской культуры.