В 53 году силы Цезаря возросли до 10 легионов за счет трех легионов, набранных его легатами, и одного легиона, присланного Помпеем. С четырьмя легионами Цезарь обрушился на нервиев и вновь привел их к покорности. Затем в Лютеции (Париже) наместник провел общегалльский съезд, где союзные Риму вожди осудили повстанцев. Позднее римляне разбили сенонов, треворов и некоторые другие мятежные племена. Восставшие так и не смогли создать единую армию, способную противостоять Риму. Цезарь жестоко отомстил эбуронам, полностью опустошив их страну и любезно пригласив к грабежу соседние галльские племена. Лишь вождь эбуронов Амбиорикс смог спастись бегством.
В 52 году боевые действия разгорелись с новой силой. Восстали карнуты, перебившие всех римских граждан в городе Ценаб (Орлеан). Вскоре восстание опять охватило всю страну. Во главе его стал вождь арвернов Верцингеторикс, провозглашенный царем. Это был талантливый полководец, грозный противник Цезаря. Римляне оттеснили войско галльского полководца Луктерия. После этого Цезарь в конце февраля перешел через горы Севенны, считавшиеся непроходимыми из-за снежных заносов, и вторгся в земли арвернов. Верцингеторикс вынужден был отказаться от похода на север и поспешил на защиту родной страны.
Галльский царь осадил Горгобину — главный город римских союзников боев. Цезарь тем временем успел занять и разграбить Ценаб. Римляне также захватили галльские города Велланодун и Новиодун. Тогда Верцингеторикс, используя свой перевес в коннице, перешел к тактике партизанской войны, нападая на мелкие римские отряды и затрудняя противнику снабжение продовольствием и фуражом. Галлы сами сожгли несколько десятков своих городов и селений, чтобы лишить неприятеля удобных мест для постоя. Только крупнейший город Галлии Аварик (Бурж), столицу племени битуригов, Верцингеторикс решил защищать. Город был взят после долгой и тяжелой осады, причем трудности с продовольствием не раз заставляли Цезаря думать, не отступиться ли от Аварика. Из 40 тысяч жителей города уцелело лишь 500 человек.
В дальнейшем четыре легиона под командованием Лабиена были направлены в земли сенонов и паризиев, а Цезарь с шестью легионами двинулся к Герговии. Крепость находилась на высоком холме, а Верцингеторикс с полевой армией занял все подступы к ней. Герговию можно было взять только после длительной осады. Тем временем от римлян отложились их давние союзники — эдуи. Чтобы не допустить всеобщего восстания в их землях, Цезарь вынужден был снять осаду Герговии, предприняв перед уходом неудачную попытку штурма города. При этом римляне потеряли 700 легионеров и 46 центурионов.
После этого эдуи открыто стали на сторону Верцингеторикса и, перебив римский гарнизон в Новиодуне на Лауре, захватили большие запасы хлеба. Теперь войска Лабиена, осаждавшие Лютецию, оказались отрезаны от главных сил римлян. Цезарь пошел на соединение со своим легатом. Они встретились в Агединке. Тем временем прошел общегальский съезд, призвавший всех галлов к борьбе с Римом. На стороне Цезаря остались только ремы, аллоброги и лингоны. Римляне вынуждены были отступить на защиту Провинции. Верцингеторикс атаковал римскую колонну на марше, но галльская конница была разбита конницей Цезаря, набранной из враждовавших с галлами германских племен.
После этого Верцингеторикс с пехотой был осажден в Алезии. Остатки галльской конницы рассеялись по своим племенным землям, откуда осажденные тщетно ожидали подкреплений больше месяца. Наконец, галльские отряды под командованием Коммия и двоюродного брата Верцингеторикса Веркассивеллауна подошли к Алезии и атаковали линию римских укреплений. Одновременно осажденные сделали вылазку. Сражение продолжалось три дня. Лишь к исходу третьего дня римской коннице удалось рассеять деблокирующую армию галлов. Верцингеторикс вынужден был отступить обратно в крепость. Римляне захватили 74 галльских знамени. На следующий день Алезия капитулировала.
Верцингеторикс провел в плену 6 лет, пока в Риме не прошел триумф Цезаря за завоевание Галлии. Галльский вождь был проведен в триумфальной процессии в качестве живого трофея, а потом казнен. Последние разрозненные очаги галльского восстания были ликвидированы к 50 году.
Победа римлян была обеспечена более свершенной военной организацией и отсутствием прочного единства среди галльских племен. Рим получил плацдарм для завоевания Британии и для действий в германских землях. Теперь римские владения в Испании и Италии получили прочную сухопутную связь между собой. В покоренной Галлии статус римских союзников сохранили только ремы, лингоны и эдуи. Они не должны были выдавать заложников и платить налоги. Все остальные племена были обложены единым фиксированным налогом. Сумма этого налога (трибута) для Трансальпийской Галлии во времена Цезаря достигала астрономической суммы в 40 миллионов сестерциев (10 миллионов денариев) в годовом исчислении.