Катон подчинился и, несмотря на нежелание покидать Рим, с честью выполнил возложенные на него обязанности. Он отправил к Птолемею посла с предложением уступить остров без сопротивления в обмен на сан жреца Афродиты на Кипре, что должно было обеспечить царю безбедную и почетную жизнь. Сам же Катон отправился на Родос и стал готовиться к возможной войне, но получил известие о самоубийстве Птолемея. Тогда он отправился в Византию, где должен был выполнить еще одно поручение народного собрания. Прибыв оттуда на Кипр, Катон, никому не доверяя, самолично занялся продажей царских сокровищ и ценных предметов обихода. Вырученные средства торжественно привез в Рим, пройдя по улицам священной столицы с войском. От почестей он снова отказался.
После возвращения Катон продолжил борьбу с Помпеем, Цезарем и Крассом. Он протестовал против практики запугивания политических конкурентов, подкупа избирателей и других чинимых триумвирами беззаконий. Однако большинство его усилий оказались тщетными. Часть аристократов была подкуплена, другие просто боялись, а народ уже привык к заработку, который приносили каждые выборы.
Катон, однако, не был слеп в своей вражде к Помпею. Когда во время выборов в Риме возникли беспорядки, он поддержал предложение наделить Помпея чрезвычайными полномочиями, считая, что безвластие, вызванное беспорядками, хуже, чем единовластие.
Через некоторое время случилось то, о чем, несмотря на вражду, Катон предупреждал Помпея. Цезарь, чье могущество, слава и богатство возросли за время Галльских войн, вступил с Помпеем сперва в тайную, а затем и в открытую политическую борьбу. Отношения между бывшими союзниками усугубились тем, что в 53 г. до н. э., проиграв войну с парфянами, погиб Красе. Триумвират распался. Между Цезарем и Помпеем возникло политическое противостояние. Катон принял сторону Помпея, считая его власть меньшим из двух зол.
Когда Цезарь, перейдя Рубикон, повел свои войска на Рим, Катон предложил сенату предоставить Помпею неограниченные полномочия. Он говорил, что тот, кто стал причиной великих бедствий, должен и избавить римлян от них. Помпей, не имея войск для защиты столицы, тем не менее решил покинуть Рим.
По жребию Катон получил в управление Сицилию, однако, прибыв в сицилийский город Сиракузы, он узнал, что войска Цезаря тоже высадились на острове. Помпей тем временем покинул Италию. Зная, что на подмогу к противнику приходят все новые и новые силы, Катон оставил Сицилию и присоединился к Помпею, который собрал в Греции внушительное войско.
Надеясь на перемирие, Катон советовал Помпею затягивать войну, не желая братоубийственных сражений. Он настоял на принятии постановления, согласно которому ни один из подвластных Риму городов не мог быть разграблен и ни один римлянин не должен быть убит вне поля сражения.
Перед битвой при городе Диррахия Катон произнес речь, необычайно воодушевив воинов. Они храбро бросились на врага, обратив его в бегство, и лишь нерешительность Помпея не позволила разгромить войска Цезаря. Сторонники Помпея ликовали, и только Катон был грустен при виде множества римлян, павших жертвой властолюбия полководцев. Помпеянцы меж тем считали, что война уже выиграна. Начав преследование отступающего противника, Помпей оставил Катона с частью войска в Диррахии.
Однако в битве при Фарсале (9 августа 48 г. до н. э.), несмотря на армию, вдвое превосходящую силы противника, Помпей потерпел сокрушительное поражение (вообще эта битва, хотя и была междоусобной, оказала большое влияние на мировую историю). Помпей бежал в Египет, где был убит опекунами малолетнего царя Птолемея XII, так как он был союзником Клеопатры, претендовавшей на египетский трон и рассчитывающей на военную помощь Помпея. Однако Клеопатра смогла повернуть ситуацию в свою пользу и соблазнила Цезаря, против которого вела интригу вместе с Помпеем.
Катон повел оставленные ему войска в Нумидию[20], где хотел соединиться с войсками Сципиона и Аттия Вара, вступивших в союз с царем Нумидии Юбой (будущим мужем дочери Антония и Клеопатры). Пеший переход длился 27 дней. Встретившись с союзниками, Катон отказался стать во главе войска, уступив эту должность Сципиону. На то были свои причины. Во-первых, Сципион был консулом, т. е. высшим должностным лицом, а Катон – только претором. Во-вторых, римляне верили, что роду Сципионов суждено побеждать в Африке (в свое время Сципион Африканский Старший разбил Карфаген во второй Пунической войне, а Сципион Африканский Младший – в третьей).
Войска стали в оборону близ города Утика. Катон подготовился к осаде – он собрал в городе огромные запасы хлеба и воды, привел в порядок старые и построил новые укрепления. В 47 г. в Африке высадился Цезарь. Сципиону, так же как ранее Помпею, Катон советовал не вступать в открытое сражение, а выжидать. Сципион, однако, не внял советам, и 8 апреля 47 г. до н. э. в битве при городе Тапсе его войско было разгромлено.