也是这一年的8 月，亚历山大率军围攻培利亚城。培利亚城也是居高临下。山陡林密、道路险而窄，敌人坚守不战。亚历山大为了引蛇出洞，举行了一次别开生面的方阵操练。在接近城堡的高原上，亚历山大摆开了一个120列纵阵的方阵，方阵两翼各有骑兵200 人，整个部队威武肃静。随着一声令下，首先骑兵表演；接着是方阵步兵表演各种各样的队形变化和刺杀动作。

方阵步伐矫健，动作整齐，花样百出；长矛左刺右扎，如金蛇飞舞，令人眼花缭乱。敌阵上的士兵兴趣盎然地看着马其顿方阵的精彩表演，许多人都纷纷跑出了阵地。就在敌人目瞪口呆的时候，亚历山大突然下达了进攻的命令。顿时，马其顿方阵中杀声震天，举起长矛向敌人冲去，杀得对方措手不及。

现在，高加米拉决战的序幕揭开了。亚历山大没有像通常那样命令部队向前进攻，而是带着部队向右移动。本来，他的右翼正对着大流士的中军，这样一移位，就成了帕曼纽指挥的左翼对着大流士的中军。大流士三世也立即采取了对应的行动，使他的左翼远远伸展到马其顿军的右翼之处，形成包抄之势。这时，和马其顿军乎行前进的一些波斯骑兵已经同亚历山大布置在右翼前面的部队交上了手，但亚历山大仍沉着而坚定地继续向右伸展。几乎走过了波斯军铲平的那片战场。大流士看到这种情形，沉不住气了。他深恐马其顿部队开到不平整的地方去，使他为对付马其顿方阵而精心准备的战车失去作用；因此他迫不及待下令左翼骑兵要不惜一切代价阻止马其顿军前进。

很快地，几支波斯骑兵绕过马其顿前锋，同亚历山大右侧翼的警戒部队发生战斗，并且轻易地击败了右侧翼的马其顿步兵。右侧翼的一部分骑兵上前交锋，因为寡不敌众，也被驱赶回来。亚历山大命令右侧翼的4 支骑兵全部投入战斗，波斯军的左翼司令柏萨斯也不甘示弱，把一队队骑兵调了上来。

于是，一场激烈的骑兵会战展开了。由于波斯骑兵数量上占绝对优势，而且他们的骑兵和马匹都有较好的铠甲护身，马其顿方面杀伤很大，但战士们浴血奋战，毫不退缩。

不一会，波斯军左翼的100 辆刀轮战车也出动了，打算冲乱正面的马其顿方阵。战车刚一接近，亚历山大部署在方阵前的标枪手、弓箭手立即迎上去，标枪和利箭雨点般朝战车袭去，不少人马当即丧命；勇敢的马其顿士兵还冲上去杀死牲口，拖下车夫。只有少数战牟冲入乌其顿方阵，但方阵士兵按照事先演习好的那样主动让开一条路，没受一点儿损失。相反，这些战车都被方阵后边的马其顿马夫收拾了。

大约在刀轮战车出动的时刻，大流士自以为几分胜券在手，放出他全部骑兵，同时从左右两翼包抄马其顿军。亚历山大知道大流士已经动用了所有骑兵后，就从身边的皇家骑兵中抽出了一队去增援右翼，他自己则率部以纵深队形向前推进，以等待时机，乘虚而入。机会终于出现了，大流士的中军和左翼之间出现了一个缺口，亚历山大瞅得真切，立即带着最贴身的近卫骑兵中队和正对突破口的几个方阵步兵，像一个楔子快速插上。这支近卫骑兵也叫“伙友”骑兵，都是由马其顿的贵族子弟组成。亚历山大一马当先，带着骑兵在敌阵中横冲直撞，锐不可挡。随后，手持长矛的方阵也赶到，转眼之间就形成肉搏战。马蹄践踏在波斯人的身上，长矛猛刺在波斯人的脸上，波斯兵被打得鬼哭狼嚎，只能招架，无法还手。大流士三世吓坏了。他的四面八方都已陷入险境，就在这当儿，倏地一支标枪飞来，给他架车的一个卫士当场一命呜呼。他魂飞魄散，顺手拉起一匹马骑上，最后落荒而逃。不到一个小时的战斗，波斯中军就被彻底消灭。

右翼的战斗，形势越来越有利于马其顿军。亚历山大后侧翼的骑兵力量得到加强后，马其顿军越战越勇。经过连续几次的反冲锋，波斯军的左翼终于败下降去。中军完了，大流士跑了，这个消息传到时，更是人心浮动，波斯军的左翼顷刻间士崩瓦解。帕萨斯只好领着一些残兵败将顺着大流上逃跑方向溃败。