在亚历山大占领了小亚以后，波斯帝国皇帝大流士三世认为，亚历山大的目的只不过是要占领小亚西海岸的希腊人的城邦，为希腊人报仇，所以并未在意亚历山大在小亚的军事上的胜利；他曾任命希腊人迈农担任小亚细亚沿岸军区总司令，率领所部和全部海军进入爱琴海，想去攻打空虚的马其顿和希腊各邦，突袭亚历山大的总后方。但迈农很快死了，大流士三世的这一计划遭到了破产。后来，马其顿的军队不仅占据了小亚西海岸各地，更进而占领了西里西亚和整个小亚。这时大流士三世开始紧张了起来，他调集了大批军队到达了古代亚述境内的索契。当时，亚历山大的军队驻在米瑞安德拉斯，而大流士三世在一些人的怂恿下穿过了阿曼尼亚关口，从希腊人手中夺回了伊苏斯城，亚历山大闻听此消息后，立即回军伊苏斯，和大流士三世进行了一次对决。当时大流士拥有号称60万人的一支大军，他先派了3万骑兵去品那斯河，配以两万轻装步兵；又从希腊雇佣兵中抽出3万人部署在前方，面对马其顿方阵，然后在两翼各部署6万卡达克部队（都是重装部队）；又在面对亚历山大右翼的地方部署了两万兵力，这些部队实际上已经延伸到了亚历山大部队的后方。

亚历山大则把他的被称为“战友”的部队——色萨利部队和马其顿部队都调来，部署在右翼，由他自己指挥；所有的伯罗奔尼撒部队和其他联军部队都派往左翼，归帕曼纽指挥。大流士三世将大部分骑兵调至帕曼纽的对面，因为那里便于骑兵展开。大流士本人则像以往波斯人排兵布阵一样，自己位居中央。这时候亚历山大看到几乎波斯的所有骑兵都集中在他的比较弱的左翼，于是他暗自将色萨利骑兵调到左翼，以加强他们，又作了其他一些调动。

战斗开始以后，亚历山大就率领自己随身的部队从右翼快速前进，以雷霆万钧之势恫吓波军。交战一开始，波军左翼就顶不住压力而后撤。但波军中的希腊雇佣军却赶到马其顿方阵出现空缺的地方，竭力要把敌人赶到河里去，以便把波军正在退却的一翼稳住。希军有不少伤亡，但大流士本人看到自己军队中的左翼被亚历山大的军队猛扑，又看到他们和其他部队的联系被切断，吓破了胆，马上驱车逃跑了。正在奋战的波军看到大流士逃跑了，也就无心恋战，于是开始了大溃退。在逃跑中，只要能找到平地，大流士三世就驱车跑，遇到峡谷和崎岖的山路就弃车逃奔，把盾牌和斗篷也扔掉了。幸而夜幕降临，才没有当上俘虏。他一直逃到幼发拉底河，一路上纠集了一些波军和雇佣军约四千残兵败将，企图尽快形成和亚历山大隔河对峙的局面。马其顿军攻破大流士三世的营地时捉住了大流士的母亲、妻子（同时也是他的姐妹）和婴儿、他的2个女儿等。希军还在营地发现了大约3000塔兰特的现金。亚历山大决定保留大流士三世家眷们的皇家地位和一切皇家特有的东西以及皇亲公主等头衔。

阿里安说，这次战役中波斯军队中有10万人被杀，其中有骑兵1万多人。波军失败的直接原因显然与大流士三世临阵脱逃有关，而他的军队中虽然也有一些是在顽强战斗的，但总体上说是没有斗志的，一有风吹草动就溃不成军。大流士三世的这种表现和波斯帝国早期的国王们的精神状态是完全不一样的，倒是和希波战争中薛西斯的表现差不多。