ההתנגשות הימית הראשונה אירעה תוך כדי הניסיונות להכריע את העיר במצור. המאסילים, כאמור, עשו כעצת דומיטיוס וציידו שבע-עשרה אוניות-מלחמה, אחת-עשרה מהן סְפוּנוֹת, עליהן הוסיפו ספינות קטנות רבות, כדי שהמון אוניותיהם יפיל פחד על האויב. הם העלו על סיפוניהן קשתים רבים ומספר רב של אלביקים, אותם עודדו במתנות ובהבטחות שונות. דומיטיוס נטל לעצמו כמה מאוניות הצי ואייש אותן באיכרים האריסים והרועים שהביא עמו. כשנשלמו ההכנות יצא הצי המאסילי לים.
הצי של דקימוס ברוטוס, שהגיע מאַרֶלַטֶה, חנה בחופי אחד מאיי פְרִיוּל, מרחק כ-4 ק"מ ממאסיליה. הוא מנה שתים-עשרה אוניות-מלחמה (naves longae), ככל הנראה ארבע או חמש-חתריות. מאחר שהקרב עתיד היה להיות מוכרע בלוחמת סיפונים ולא בתמרוני ניגוח, הורה קיסר עוד בתחילת המערכה להקצות לאוניות את בחירי החיילים מכל הלגיונות, אַנְטֶסִיגְנָאִי (antesignai) הצועדים לפני הניסים וקנטוריונים. אנשיו של דקימוס ברוטוס הכינו אונקלאות ברזל והַרְפָּגוֹנִים והצטיידו במספר רב של רמחים וכלי הטלה מסוגים שונים, וכאשר הבחינו באויב המתקרב, הוציאו את אוניותיהם לים והתנגשו בו.
המאסילים, מספר קיסר, ניצלו את יתרונם במהירות אוניותיהם ובכישרון קברניטיהם כדי לחמוק מהתקפות אוניותיו שלו או להיחלץ מהן. מאחר שהקרב נערך בים הפתוח, הם מתחו את טור אוניותיהם בניסיון לכתר את אוניותיו, תקפו אוניות בודדות באמצעות רבות יותר או ניסו לחלוף לצדן ולשבר את משוטיהן. אוניותיו של קיסר, לעומת זאת, היו כבדות תנועה יותר, לא רק משום שהיו ככל הנראה גדולות מיריבותיהן, אלא גם משום שהושקו בחופזה והעצים מהן נבנו לא הספיקו להתייבש כראוי. זאת ועוד, גם החותרים והקברניטים בציו היו פחות מנוסים מיריביהם, מאחר שנאספו מאוניות סוחר ולא הספיקו להתאמן כראוי. "האלביקים מלומדי המלחמה, אנשי-ההרים הקשוחים" לא נפלו מן הרומאים באומץ לבם, "וגם רועי עדריו של דומיטיוס, שהתקווה להיות בני חורין המריצה אותם, השתוקקו להפגין בפני אדונם, הצופה בהם מקרוב, את להט הקרב המפעם בקרבם." אולם בכל מקום בו הצליחו אוניותיו של קיסר להתקרב אל אוניות המאסילים ולהיאחז בהן באמצעות קרסי הברזל, גברה ידם של חייליו, כי עלו על יריביהם בלוחמת סיפונים. "אחדות מהאוניות הם הטביעו, בהמיתם אלביקים ורועים רבים; אחדות לכדו על אנשיהן ואחרות גררו אל הנמל. באותו יום איבדו המאסילים תשע אוניות, כולל אלו שנפלו בשבי."
קרב הים השני.
תוך כדי הניסיונות להכריע את העיר במצור שלח פומפיוס את לוקיוס נסידיוס בראש צי של שש-עשרה אוניות, אחדות מהן חמושות באילי-ניגוח, כדי לסייע לדומיטיוס ולמאסילים. נסידיוס צירף לציו אוניית-מלחמה נוספת, אותה לכד בפשיטה נועזת לנמל מסאנה שבסיקיליה, ובעודו בדרך שלח בחשאי הודעה אל דומיטיוס והמאסילים וביקשם לעשות הכנות לקרב ים נוסף בהשתתפות אוניותיו שלו. בתוך זמן קצר ובעבודה מאומצת הצליחו המאסילים לכנס צי חדש, שווה בגודלו לזה שהיה להם בקרב הראשון. הוא כלל אוניות ישנות ששופצו והוכנסו לשירות וספינות דיג (piscatoriae) שהותקנו בהן גנונות להגנה על החותרים מקלעי האויב, אותן מילאו בקשתים ובמטולים (tormenta). כשנשלמו ההכנות ונשבה רוח טובה, יצאו אוניות המאסילים מן הנמל והצטרפו לציו של נסידיוס שחנה ליד מצודת טאורואיס, מדרום־מזרח לעיר.
הצי של דקימוס ברוטוס, שנוספו לו שש הספינות המאסיליות שנשבו ותוקנו, מנה כעת שמונה-עשרה אוניות, ומיד עם הגיע הידיעה על היערכות האויבים, נחפז להתנגש בהם. הלחימה דמתה לזו של הקרב הראשון, כשאנשיו של קיסר מנצלים כל הזדמנות להתקרב אל אוניות המאסילים אחת-אחת, להיאחז בה באמצעות אונקלאות ואז לפשוט על סיפונה ולהכריעה בלוחמת פנים-אל-פנים. המאסילים, שידעו כי תבוסה נוספת תחרוץ את גורל עירם להיכבש, נלחמו בחירוף נפש. כל אימת שהותקפה אחת מאוניותיהם ונלכדה באונקלאות הרומאים, הפגינו את יתרונותיהם באומנות השיט וזריזות אוניותיהם ונחלצו מיד לעזרתה. תוך כדי כך ירו ספינותיהם הקטנות ממרחק מטח כבד של קְלָעִים (tela: חצים, כידונים ואבנים) ופצעו רבים מאנשיו של דקימוס ברוטוס שלא היו מוכנים להתקפה מסוג זה. מקרה יוצא דופן אירע, כאשר שתי טריארות מאסיליות זיהו את אונייתו של דקימוס ברוטוס על פי הדגל שהניפה והסתערו לעברה משני צדדיה. ברוטוס, שצפה את העומד לקרות, נע קדימה מיד בחתירה מהירה ומאומצת, ושתי הטריארות התנגשו זו בזו בעוצמה רבה וניזוקו קשות. איל הניגוח של אחת מהן נעקר ממקומו, ובעודה מתמלאת מים הגיעו לעזרה כמה מאוניותיו הקרובות של ברוטוס, הסתערו על שתי הטריארות משותקות התנועה והטביעו אותן. אוניותיו של נסידיוס לא הביאו כל תועלת בקרב ופרשו ממנו ללא אבדות. חמש מאוניות המאסילים טבעו וארבע נפלו בשבי; אונייה אחת הצליחה להימלט והצטרפה אל אוניותיו של נסידיוס, שהפליגו אל הפרובינקיה היספניה קיטריור. קיסר מספר, כי המאסילים שלחו את אחת מאוניותיהם אל העיר כדי להודיע על שאירע, וכשהתקרבה אל הנמל יצאו המוני אדם לקראתה. כאשר שמעו כי הצי ניגף, התאבלו כאילו כבר נפלה עירם לידי האויב, אך עד מהרה התעשתו והחלו נערכים במרץ מחודש להגנתה.
המשך המצור.
פעולות המצור קיבלו משנה תנופה אחרי הניצחון בקרב הימי השני. כדי להתמודד עם ההתקפות הבלתי פוסקות שהנחיתו בני מאסיליה על מכונות המצור, בנו הרומאים למרגלות החומה מגדל־מצור נמוך עשוי לבנים, ששימש מחסה בטוח יותר לעוסקים בבניית הסוללה הימנית, וגונן על החיילים ההודפים את התקפות האויב ורודפים אחריו. מידותיו היו שלושים רגל רומאית בכל צד (8.80 מ') ועובי קירותיו חמש רגל (1.48 מ'). ברם, כבר בתחילת הלחימה הבינו הרומאים, כי רק אם יגביהו את מגדל הלבנים יוכלו להדוף ביתר יעילות את התקפות המאסילים מעמדותיהם שעל החומות. הגבהת המגדל תחת מטר קלעים, אבנים ואודים בוערים הייתה אתגר לא פשוט, שהושג הודות לתחכום ולכישרון יוצאי הדופן של המהנדסים הצבאיים הרומיים.
אחרי שהשלימו את בניית קירות הלבנים של הקומה הראשונה, פנו לבניית רצפת הלוחות שמעליה. קצות קורות התמך של הרצפה לא בלטו מן הקירות החוצה, אלא היו שקועים ומוסתרים בתוכם, כדי שאודים בוערים לא ינחתו על הבליטות ויציתו את המגדל כולו. אחר כך הוסיפו והגביהו את קירות המגדל ככל שאיפשרו זאת פרגודי המגן והווינֶאות. מעל הניחו שתי קורות ארוכות, שבלטו מעט מן הקירות החוצה ונשאו את הגג הזחיח של המגדל. הגג נבנה על גבי מצלעת שתי וערב של עצים, שמקצותיה הבולטים נתלו פרגודים להגן על החיילים. על המצלעת הניחו שכבת לבנים וטיט, מגן מפני קלעים בוערים, ואותה הוסיפו וכיסו במחצלאות, כדי שקלעים ואבנים שנורו מכלי הקלע והקטפולטות של האויב לא ינתצו את הלבנים ויחדרו בעדן. את הגג הזחיח הניפו מעלה ככל שהתקדמה הבנייה, והוא שימש לבסוף גג למגדל השלם. מגינים עשויים מקלעת ענפים בעובי ארבעה רגל (1.2 מטר), שנתלו מקצות הקורות הבולטים של המגדל בשלושה מצדדיו ועוגנו בחבלים לקרקע, חסמו גם הם את מטר הקלעים שירה האויב. כך, כשהם מוגנים היטב מכל עבר, בנו חייליו של טרבוניוס מגדל בן שש קומות, שקורות רצפותיו חבויות בקירות והוא עמיד בפני פגיעת כל סוגי המכונות וכלי הקלע של האויב. פתחים שנקרעו בקירות המגדל במקומות מתאימים שימשו את החיילים הרומאים לירי חצים מכלי קלע.
מלבד מגדל המצור, שחלש על סביבותיו והגן על העוסקים במלאכת המצור, בנו אנשיו של טרבוניוס מכונת מצור נוספת הקרויה מוסקולוס (musculus, "pl". musculi). היה זה מחסה נייד דמוי אכסדרה מקורה, שגונן על החיילים התוקפים את החומה בניסיון קעקע את יסודותיה ולמוטטה. אורכו של המוסקולוס היה 60 רגל רומאית (17.8 מטרים), רוחבו 4 רגל (1.0 מטר), גובה עמודיו 5 רגל (1.33 מטר) והוא נבנה מעצים שעוביים 2 רגל (0.5 מטר). את גגו המלוכסן כיסו בלבנים ובטיט, מגן מפני קלעים ואודים בוערים, ועליהן מתחו עורות למקרה שהאויב ישפוך מים מצינורות כדי למוטטם.
כשהסתיימה בניית המוסקולוס למרגלות מגדל המצור, המתינו הרומאים להזדמנות לקרבו ולהצמידו אל החומות, ומשזו הגיעה משכו והסיעו אותו אל החומה כדרך שעושים הימאים באוניות. ההפתעה הייתה שלמה. כל ניסיונותיהם של בני מאסיליה להשמיד את המוסקולוס ולהדוף את ההתקפה עלו בתוהו. לא הועילו גם החביות הבוערות והאבנים הענקיות שהשליכו ממרומי החומה. החיילים הרומיים הצליחו לעקור בעזרת מוטות ברזל כמה מאבני היסוד של המגדל בחומה וחלק ממנו התמוטט. כשראו זאת בני מאסיליה, הבינו כי נחרץ גורל העיר להיכבש, וכדי למנוע את ההרג והביזה הצפויים להם – יצאו בלא נשקם, התחננו בפני הלגאטים כי יחוסו על עירם וביקשו אותם לעצור את ההתקפה ולהמתין לבואו של קיסר כדי שיוכלו לשאת ולתת איתו על הסכם הכניעה.
התקפת הפתע המאסילית, התבוסה והכניעה.
קיסר, שהכיר בחשיבותה של מאסיליה לשליטה בגאליה, השאיר עוד קודם בידי טרבוניוס הוראות בכתב, לבל יתיר לחייליו להסתער על העיר ולבוז אותה. הדבר עורר מורת רוח רבה בקרב החיילים הרומיים, שציפו לגמול למאסילים על סבלות הלחימה המתישה והממושכת, אך נשמעו למפקדיהם והמתינו ליד מכונות המצור והביצורים. "אבל האויב", כותב קיסר, "הפר את הבטחתו ולא עמד בדיבורו, ורק חיכה לשעת הכושר כדי לרמות ולבגוד." ימים אחדים אחר כך, פרצו המאסילים מן השערים, הפתיעו את החיילים הרומיים, ובחסות רוח מתאימה העלו באש את הסוללה הימנית, הווינֶאות, ה"צב", מגדל הלבנים והמוסקולוס. יום אחר כך ניסו לתקוף את הסוללה והמגדל השניים, אך הפעם נהדפו והונסו אל העיר תוך אבדות כבדות מבלי שישיגו את מטרתם.