В 59 г. до н. э. Цезарь стал консулом и провел в жизнь требования Помпея. По окончании срока консулата Цезарь получил в управление на пять лет провинцию Цизальпинскую Галлию, к которой, по предложению Помпея, сенат добавил и Нарбонскую и Трансальпийскую Галлию и тем самым создал условия для дальнейшего возвышения Цезаря. Большую часть Трансальпийской (или «Косматой») Галлии, на территории которой в настоящее время располагаются Франция, Бельгия, часть Голландии и Швейцария, населяли кельтские племена (гельветов, арвернов, эдуев, секванов, аквитанов, армориков, треверов, белгов и др.), которые оставались непокоренными римлянами. Цезарь принялся за подчинение этой территории. Он совершил также две экспедиции в Британию и дважды переправлялся через Рейн, отделявший Галлию от Германии. В результате было остановлено вторжение в Галлию германских племен во главе с Ариовистом из-за Рейна, который стал границей Римской державы. Победы и неудачи, которые сопутствовали римлянам в Галлии, Цезарь предусмотрительно описал в своих мемуарах, известных под названием «Записки о галльской войне», которые являются образцом литературного стиля, изысканного и вместе с тем доступного для восприятия.
Завоевание Галлии расширило границы римского владычества на Западе, а романизация (распространение римской культуры и римского образа жизни) этих территорий определила облик современной Европы. В галльских походах сложилась сильная, хорошо обученная и преданная Цезарю профессиональная армия, которая вместе с огромной добычей, полученной в результате разграбления обширных областей, стала эффективным инструментом в борьбе Цезаря за власть в Риме.
Смерть Юлии, дочери Цезаря, которая была женой Помпея, способствовала охлаждению отношений между «заклятыми друзьями», а гибель Красса в войне с парфянами (в битве при Каррах в 53 г. до н. э.) привела к распаду триумвирата. Не имея возможности продлить свои полномочия в Галлии и заочно выставить свою кандидатуру на консульские выборы, Цезарь в январе 49 п до н. э. с легионом из ветеранов перешел реку Рубикон — северную границу Италии. Помпей в спешке покинул Рим и преследуемый Цезарем отплыл в Грецию, где в августе 48 г. до н. э. при Фарсале обе армии вступили в сражение. Но силы были неравны, и армия Помпея потерпела сокрушительное поражение, а сам он бежал на Восток и погиб, пытаясь найти убежище в Египте.
По отношению к своим политическим противникам Цезарь проявил милосердие, отказавшись от их преследования. Но провозглашение бескровного гражданского мира не смогло объединить противоборствующие силы вокруг установленного им режима и, в конце концов, стало причиной его поражения. За время своего пребывания у власти (сначала как консула, затем в качестве диктатора на десять лет, и, наконец, как пожизненного диктатора) Цезарь провел много реформ, в том числе по реорганизации судов и провинциальной администрации. Цезарь изменил и политику Рима в отношении провинций, начав распространять права римского гражданства на провинциалов. Цезарь раньше других понял, что римское гражданство может стать инструментом объединения завоеванных территорий с разными культурными традициями и разным экономическим потенциалом в единую державу под властью Рима. При нем права римского гражданства получили общины Цизальпинской Галлии.
С именем Юлия Цезаря связана реформа календаря, согласно которой в основу исчисления года было положено движение Солнца, а не изменение фаз Луны, как прежде. Разработанный астрономом Созигеном, этот календарь получил название «юлианского». Он надолго пережил своего создателя и саму Римскую империю. В России юлианский календарь просуществовал до 1918 г. и по сей день используется в литургической практике Православной церкви.
Все эти мероприятия Цезарь проводил в жизнь, опираясь на свое непосредственное окружение, состоявшее из близких друзей, не заботясь о поддержке со стороны сената. Покорный сенат, в свою очередь, осыпал его все новыми почестями, что привело к фактическому обожествлению диктатора и не могло не закончиться его скорым ниспровержением. Римлянам не нужен был новый эффективный политический режим и гражданский мир, который он мог бы обеспечить. Им требовалась «республика», т. е. такое состояние государства, при котором оно является «общественным достоянием», и не стоит над гражданским коллективом, а выражает его волю и служит интересам граждан. Цезарь мог бы откликнуться на популярные среди римлян призывы к «восстановлению республики». Но он предпочел порвать с республиканской традицией, блюстителем которой в римском обществе выступал сенат. Поэтому в мартовские иды (15 марта) 44 г. до н. э. Цезарь пал жертвой сенатского заговора, во главе которого стояли бывшие помпеянцы Марк Юний Брут и Гай Кассий Лонгин. Вдохновителем заговора был Марк Туллий Цицерон.