En 63 a. C. fue elegido pretor urbano al obtener más votos que el resto de candidatos a la pretura. Ese mismo año murió Quinto Cecilio Metelo Pío, pontifex maximus designado durante la dictadura de Sila, y, en las elecciones celebradas para sustituirle, venció César. Al término de su pretura sirvió como propretor en Hispania, donde capitaneó una breve campaña contra los lusitanos. En 59 fue elegido cónsul gracias al apoyo de sus dos aliados políticos, Pompeyo y Craso, los hombres con los que César formó el llamado Primer Triunvirato. Su colega durante el consulado, Bíbulo, se retiró para así entorpecer la labor de César que, sin embargo, logró sacar adelante una serie de medidas legales, entre las que destaca una ley agraria que regulaba el reparto de tierras entre los soldados veteranos.
Tras su consulado fue designado procónsul de las provincias de Galia Transalpina, Iliria y Galia Cisalpina, esta última tras la muerte de su gobernador, Céler. Su gobierno se caracterizó por una política muy agresiva con la que sometió a prácticamente la totalidad de los pueblos celtas en varias campañas. Este conflicto, conocido como la guerra de las Galias, finalizó cuando el general republicano venció en la batalla de Alesia a los últimos focos de oposición, encabezados por un jefe arverno llamado Vercingétorix. Sus conquistas extendieron el dominio romano sobre los territorios que hoy integran Francia, Bélgica, Países Bajos y parte de Alemania. Fue el primer general romano en penetrar en los inexplorados territorios de Britania y Germania.
Mientras César terminaba de organizar la estructura administrativa de la nueva provincia que había anexionado a la República, sus enemigos políticos trataban en Roma de despojarle de su ejército y cargo utilizando el Senado, en el que eran mayoría. César, a sabiendas de que si entraba en la capital sería juzgado y exiliado, intentó presentarse al consulado in absentia, a lo que la mayoría de los senadores se negaron. Este y otros factores le impulsaron a desafiar las órdenes senatoriales y protagonizar el famoso cruce del Rubicón, momento en el que, al parecer, pronunció la inmortal frase «alea iacta est» (la suerte está echada). Inició así una nueva guerra civil, en la que se enfrentó a los optimates, que estaban liderados por su viejo aliado, Pompeyo. Sus victorias en las batallas de Farsalia, Tapso y Munda sobre los conservadores, le hicieron el amo de la República. El hecho de que estuviera en guerra con la mitad del mundo romano no evitó que se enfrentara a Farnaces II en Zela y a los enemigos de Cleopatra VII en Alejandría. A su regreso a Roma se hizo nombrar cónsul y dictator perpetuus —dictador vitalicio—, e inició una serie de reformas económicas, urbanísticas y administrativas.
un grupo de senadores formado por algunos de sus hombres de confianza como Bruto y Casio y antiguos lugartenientes como Trebonio y Décimo Bruto urdieron una conspiración con el fin de eliminarlo. Dicho complot culminó cuando, en los idus de marzo, los conspiradores asesinaron a César en el Senado. Su muerte provocó el estallido de otra guerra civil, en la que los partidarios del régimen de César, Antonio, Octavio y Lépido, derrotaron en la doble batalla de Filipos a sus asesinos, liderados por Bruto y Casio. Al término del conflicto, Octavio, Antonio y Lépido formaron el Segundo Triunvirato y se repartieron los territorios de la República, aunque, una vez apartado Lépido, finalmente volverían a enfrentarse en Accio, donde Octavio, heredero de César, venció a Marco Antonio.