Infatti l'attacco da parte della Legio X Gemina fu solo un diversivo. Una volta indebolito il fianco destro dei pompeiani, la cavalleria di Cesare sferrò un attacco che fu risolutivo per le sorti della battaglia. Contemporaneamente, Bogud, re di Mauretania alleato di Cesare, attaccò da dietro i pompeiani. Tito Labieno, comandante della cavalleria pompeiana, si accorse di questo attacco e si preparò a fronteggiarlo facendo dietro-front. Ma i legionari interpretarono male questa sua manovra. Essendo già attaccati sull'ala sinistra (Legio X Gemina) e su quella destra (carica di cavalleria), credettero che Labieno stesse fuggendo. Temendo il peggio, le legioni pompeiane abbandonarono le posizioni e si diedero alla fuga.
Molti soldati pompeiani caddero mentre cercavano di fuggire dalle truppe di Cesare. Altri trovarono la morte nella difesa della città di Munda. Tito Labieno fu tra i caduti, mentre Sesto e Gneo Pompeo riuscirono a fuggire a Corduba, l'odierna Cordova.
Conseguenze
Dopo la battaglia di Munda, Cesare procedé alla pacificazione di altre parti dell'Hispania, rimaste fedeli alla causa repubblicana, distruggendo città sospettate di ospitare Gneo e Sesto Pompeo. Gaio Didio, un comandante della flotta fedele a Cesare, colò a picco la maggior parte delle navi dei pompeiani. Gneo Pompeo dovette cercare scampo sulla terraferma, ma venne ben presto individuato e giustiziato.
Con questa vittoria, e con la pacificazione della Spagna, Cesare non aveva più opposizione. Si diresse a Roma dove assunse il titolo di dittatore. Cesare venne poi assassinato il 15 marzo dell'anno seguente (44 a.C.) da conservatori repubblicani della nuova generazione, guidati da Bruto e Cassio. Ma a quell'epoca le istituzioni repubblicane di Roma erano ormai praticamente dissolte.