Caesar beslöt sig för att med list försöka inta Gergovia. Han genomförde en skenmanöver som gjorde att Vercingetorix trodde att romarna skulle anfalla från väster, och sedan gallerna koncentrerat sina trupper till detta område anföll den romerska huvudhären Gergovias södra sida. Romarna lyckades ta sig ända fram till muren, och vissa kunde till och med klättra upp på den, innan gallerna hann uppfatta att de blivit lurade. Medan gallerna höll på att omgruppera utspelade sig dramatiska scener vid muren. Galliska kvinnor lutade sig över murkrönet, blottat sina bröst och bad de romerska soldaterna att skona dem och deras barn. Gallerna kom så småningom till undsättning, och de romerska soldaterna fördrevs med stora förluster som följd. Detta var det enda slag som Caesar förlorade under sina år i Gallien då han själv förde befälet.
Kanske hade Vercingetorix självförtroende vuxit lite väl mycket efter framgången vid Gergovia, för han gick snart åter i strid med den romerska armén. Vercingetorix led en allvarlig motgång och han sökte skydd för sin här i staden Alesia. Här skulle det avgörande slaget om Gallien utspela sig, och även av andra skäl har det gått till krigshistorien.
När Caesars legioner hade anlänt beordrade han soldaterna att uppföra en 15 kilometer lång befästningslinje runt det berg där Alesia låg. Befästningslinjen bestod av vallgravar, palissad och torn av trä samt en rad andra hinder.
Allt syftande till att stänga inne Vercingetorix män så att de skulle tvingas kapitulera till följd av matbrist.
Innan detta var klart lyckades dock Vercingetorix kavalleri bryta sig ut, och nu var det bara en tidsfråga tills när en gallisk undsättningshär skulle dyka upp. För att skydda sig mot undsättningsstyrkan lät Caesar därför bygga en liknande befästningslinje fast vänd åt andra hållet. Denna var 21 kilometer lång. Romarna var därmed både de som belägrade och samtidigt själva var under belägring. Andra arméer hade befunnit sig i liknande situationer tidigare, men inte i denna skala.
Det tog några veckor innan undsättningsstyrkan kom fram. Detta var emellertid i senaste laget för inne i Alesia hade maten börjat ta slut. Enligt Caesar hade gallerna till och med börjat fundera på kannibalism, och det var i så fall gamla och orkeslösa man först skulle börja äta upp. Det är dock tveksamt om det ligger någon sanning i detta påstående.
Undsättningshären utgjordes enligt Caesar av 250 000 krigare, men denna siffra är säkerligen starkt överdriven. Själv förfogade han över uppskattningsvis 30 000 man.
De nyanlända gallerna gick nästan omgående till attack mot romarnas yttre försvarslinje, och samtidigt gjorde Vercingetorix män i staden utfall mot den inre försvarslinjen. För de romerska soldaterna var det mycket psykiskt påfrestande att de blev anfallna från två håll, eftersom de kunde höra stridslarmet en bit bakom sig, och insåg att den risk de själva löpte var beroende av deras kamraters tapperhet. För ”vanligen är det ju så, att allt som är utom synhåll, framkallar våldsammare oro och skräck”, som Caesar uttrycker det.
De två första anfallen kunde romarna dock slå tillbaka utan alltför stora problem. Men gallernas undsättningshär hade upptäckt en svag punkt i romarnas befästningslinje, och gjorde därefter ännu ett försök att bryta igenom romarnas linje. Återigen anföll också gallerna från staden. Denna gång var situationen mycket desperat för de romerska legionärerna. Caesar beordrade därför sitt kavalleri att göra en kringgående rörelse utanför befästningsverken vilket innebar att de kunde anfalla den galliska undsättningshären i ryggen. Detta gjorde att gallerna drabbades av panik, och snart var undsättningshären stadd i vild flykt. All disciplin och ordnad ordergivning bröt nu samman, och gallerna lyckades inte återsamla sig för att bjuda på något motstånd.
