亚历山大再次从埃及出发的时候已经是公元前331年的晚春。这一次，他要真正地占领波斯。在伊苏斯的战争中，亚历山大对所取得的胜利并不满意。他要的是完全的胜利，可波斯王却逃走了。因此在这次的战役中，他下了一个很大的赌注，一定要获得全方位的胜利。而大流士也在波斯做全国总动员，准备最后的决战。

而此前，在经过正在复建中的太尔城时，亚历山大停留了两个月之久，对于一向行动积极的亚历山大而言，这次似乎是停留得太久了，尤其到了埃及之后，又停留了半年以上。究竟是为了什么呢？这看起来似乎难以理解。

亚历山大利用这段时间尽量作最周全的准备，并且要留守马其顿的安提帕特派出增援部队，亚历山大迅速地将军队编制完成，加以操练。正当亚历山大积极着手准备战争的时候，后方却出现了问题。在伊苏斯战役之前占优势的波斯舰队联结希腊本土的城邦密谋着反抗马其顿的计划，其中以斯巴达为首。斯巴达并没有参加哥林多同盟，但是在伊苏斯战后，他们和波斯同盟的计划因此受挫，这时的斯巴达国王希望能获得雅典的支持，在“恢复希腊的自由”的宣言下共同扩大反抗马其顿的声势。

亚历山大停留在太尔城的时候截获希腊群体反抗马其顿的消息，也正在这时候，雅典使节来到了太尔城，他希望亚历山大能够释放雅典的人质。在这件事情以前，曾经有人提出同样的请求，亚历山大从这件事判断，雅典并没有参加斯巴达反马其顿的计划，因此他同意释放人质和俘虏。两害相权取其轻，对亚历山大而言，释放俘虏便能增加雅典对他的感激，只是举手之劳的顺水人情，何乐不为！

亚历山大的军队由于长期地等待，士兵们变得越来越浮躁不安。亚历山大采取以静制动的战略，暂时按兵不动，进一步地作详细的观察和准备，这是最重要的一次战役，绝不能掉以轻心。但是军队里兵士们的情绪却非常的不稳定，暴行和伤害的事件时有发生。

亚历山大在太尔城停留期间第三次接见了波斯的使节。根据历史上的记载，认为这次是波斯王提出了议和的要求，但是很多后世人认为这是不可能的，因为在伊苏斯战后的一年半以来，东方的波斯属州都发出了总动员的命令，海军的军舰均已编制就绪，大流士在巴比伦集合了他所有的军队准备应战。从以上的种种迹象来判断，使节这次带来的并不是议和条款，而是战书。

当两军隔河对峙时，亚历山大将战船连接起来，形成一座海上桥梁，大军沿着这座桥渡河，在巴比伦岸边登陆。亚历山大从一个俘虏口中获知大流士的营地已经离得不远。开战日期临近，双方都非常慎重地准备着。

亚历山大仔细地勘察了战场所在地——阿贝拉平原的地形，并再度检查讨论作战方针，剑拔弩张间战争一触即发。也许是对战争过度紧张，尤其是看到大流士的将士如云、夜晚营火漫山遍野而产生了怯战的心理，就在准备开战的前一天，亚历山大的军队忽然丧失了斗志。帕曼纽向亚历山大献计，在开战前夜给敌人一个意想不到的偷袭，也许会带来好的效果。亚历山义正词严地拒绝了他的提议：“偷袭不是光明正大的行为，我不希望用诡计来赢取胜利。”他之所以会这么说也是经过一番深思熟虑的：夜袭固然会使敌军惊慌失措，但也会造成自己内部的混乱，并不一定会带来好的效果。

与亚历山大一样，大流士也承受着沉重的心理压力，在开战前一天晚上，他命令部队全部武装起来，随时保持迎战的姿态。

大流士把他的数十万步兵、4万骑兵和200辆装有镰刀的战车布成一个严密的方阵，又将军队排成了无数小方阵，大流士本人随御林军骑兵、15头战象和50辆战车排在最前列。

与大流士的队伍比起来，亚历山大的人马要少得多，总共只有4万步兵和7000骑兵。针对波斯军的部署，亚历山大在相距波斯军3公里半的地方，巧妙地把他的队伍摆成一个空心的拱形方阵，使左右两边和正前方都可以与对方接战。在面对波斯军队的正面，重装步兵在中央，骑兵和轻装步兵放在右面，左翼全是步兵，在左翼最左边也安排了骑兵。亚力山大在正面部队的后面又部署了两个飞行纵队。这两个飞行纵队的部署，可以向外旋转来加强自己侧翼的兵力，也可以向内旋转以增强自己正面的兵力。这样，面对任何方向来的攻击都可以加以迎击。

公元前331年10月的一天，亚历山大下令部队向前移动，会战开始了。由于波斯的士兵们长期保持着紧张的迎战姿势，早已疲惫，一旦开始作战，反而无法很好地表现。当马其顿军逐渐接近波斯军时，亚历山大并不直接向对方进攻，而是向波斯军的左翼方向斜着走。大流士不明白亚历山大的意图，也率军沿平行方向跟着他走，波斯军调配在前排左方的骑兵加速前进，率先攻击。马其顿军继续向前走，已经走出波斯人预设的战场之外。大流士害怕在他预设战场之外作战会使他的战车失去作用，于是急令左翼的前排部队赶紧绕过马其顿军的右翼，迫使它停下来。为了对付这次攻击，亚历山大调动了几支骑兵，连续对波斯骑兵发动攻击。虽然遭受重大损失，但马其顿军的纪律和勇气也开始表现了出来，他们一队又一队地连续向敌人冲锋，终于将波斯骑兵击退。接着又用箭和标枪有效地阻止了波斯战车方阵的冲击。当波斯军的攻击被迫停下来后，马其顿军的一部奉命出击，迂回突破右翼的波斯军。

亚历山大亲率马其顿骑兵向内旋转，连同右面的4个步兵方阵，一齐冲向敌军。波斯军队用带有镰刀的战车攻击对方，也没有达到预期的效果，很快就败下阵来。此时波斯军左翼骑兵已经前进，所以在正面正好露出一个空洞。亚历山大见状立即率骑兵向大流士的中央方阵冲去，直接杀到大流士的战车旁边。这次骑兵的冲锋声势骇人，波斯王大为震惊，立即逃到战场之外。此时在亚历山大右方的波斯骑兵发现后方已受到马其顿军的威胁，也纷纷逃命，马其顿人尾随追击，波斯军队死伤惨重。

由于大批敌军纷纷逃命，掀起一层尘雾，任何东西都难以分辨清楚，所以马其顿军没能俘获大流士，只有循着一片喊叫和啪啪的马鞭声音紧追不舍。亚历山大不分日夜地追赶大流士，但还是让他狼狈地逃走了。

大流士的逃亡虽然令亚历山大十分不甘，但这样的结局已使波斯王朝名存实亡。亚历山大以胜利者的姿态进入了巴比伦城。巴比伦和埃及一样，丝毫没有抵抗，并且对亚历山大表示欢迎。亚历山大同样十分尊重当地的传统与信仰，捐了一大笔钱，作为重建当地神庙的费用，因此巴比伦也把亚历山大看做救世主。

亚历山大所率领的东征军在这座自古以来的大都市中停留了一个多月。这一个多月算是给兵士们放个假。亚历山大赏给全体将士六到十个月的薪水以及特别奖金，佣兵也另发两个月的薪水，这些举动使兵士们非常高兴。他们沉浸在巴比伦城的轻歌曼舞和纸醉金迷之中，充满了优越感，在这个“欢乐之都”尽情地享受。

当初亚历山大曾经要求本国调派增援部队，结果大战结束之后，增援部队仍没有到达。当时的希腊本土正受到斯巴达叛乱的威胁，只好将大军停留在马其顿予以镇压。一直到斯巴达的国王战死，马其顿方面才派出增援部队。当亚历山大的大军正在巴比伦休养生息的时候，增援部队已经上路了，总共有1.5万人。当亚历山大的军队离开巴比伦的时候，增援部队从后面跟随而来。

亚历山大将巴比伦当地的一切行政事务都委托原来的官员全权处理。遵循旧日波斯统治下的行政系统，仍由原来的官吏主管当地的事务，这个政策是亚历山大第一次为了实现他的理想而开始进行的一项实验，也是“亚历山大帝国”得以屹立的关键。