Quest’ultimo prese posizione su un colle posto a nord-ovest di Alesia e sferrò il suo attacco insieme a Vercingetorige che guidava il suo esercito nella pianura sottostante. Mentre le truppe di Cesare, insieme alle coorti di Bruto e Fabio, erano impegnate contro l'esercito di Vercingetorige, Labieno con sei coorti fu inviato in aiuto dei romani che combattevano nei pressi del colle (Bellum Gallicum, VII, LXXXVI).
Dopo aver respinto l'attacco di Vercingetorige, Cesare, con la cavalleria e quattro coorti, si spostò sul secondo fronte della battaglia con l'intenzione di prendere il nemico su più lati (Bellum Gallicum, VII, LXXXVII) e sferrare l’attacco decisivo al quale partecipò lo stesso Labieno al comando di quaranta coorti (Bellum Gallicum, VII, LXXXVII). Sconfitto l'esercito gallico, Vercingetorige si arrese ai Romani.
Al termine di questa battaglia, Cesare dispose, per l'inverno del 52-51 a.C., le undici legioni nei vari territori della Gallia. Tito Labieno ed il suo luogotenente Marco Sempronio Rutilo, a capo delle legioni VII, XV e della cavalleria, fu inviato nelle terre dei Sequani (Bellum Gallicum, VII, LC).
Le imprese belliche che seguirono la battaglia di Alesia furono soprattutto azioni mirate a sedare le rivolte di alcune popolazioni. Nel 51 a.C. mentre Cesare combatteva una delle ultime battaglie, contro i Pictoni e i Cadurci, Labieno per la terza volta fu inviato, al comando di due legioni, presso il territorio dei Treveri