亚历山大于前331年春季又离开埃及，继续东征。渡过幼发拉底河与底格里斯河，十月间在高加米拉战役又与大流士三世军队发生战争。据传说此时波斯军队约有三十万人之多，有马步队、刀轮战车，但皆被亚历山大击败，大流士三世又东逃。亚历山大继续前入巴比伦城，取得美索不达米亚。他从巴比伦又东行，进入波斯本土，占领波斯的苏萨与波斯波利斯两个都城，获得大量金银及珠宝后放火焚毁波斯波利斯城，杀戮其居民，以报复前480年波斯王薛西斯一世纵火焚毁雅典城的仇恨。以后三年间亚历山大又镇压波斯东北部零星反抗。波斯王大流士三世亦被其部下所