Als Chlodwig daher 507 den Krieg gegen die Westgoten eröffnete, stand Gundobad auf dessen Seite – sehr zur Freude von dessen katholischen Untertanen. Möglicherweise unterstützte er, wenn auch nicht unter seiner persönlichen Führung, den Frankenkönig schon in der Schlacht von Vouillé bei Poitiers militärisch. In dieser entscheidenden militärischen Auseinandersetzung siegte Chlodwig im Spätsommer 507 über Alarich II., der fiel. Auf jeden Fall erfolgte dann Chlodwigs Eroberung von Toulouse Anfang 508 mit burgundischer Hilfe. Danach dürfte sich der Frankenherrscher nach Norden zurückgezogen und die Eroberung westgotischen Territoriums in Südost-Gallien den von fränkischen Hilfstruppen unterstützten Burgundern überlassen haben. Gundobad, dessen persönliche Teilnahme am Krieg hier erstmals erwähnt wird, schlug Alarichs unehelichen Sohn und Nachfolger Gesalech bei Narbonne, das erobert wurde. Nun belagerten burgundische Truppen auch Arles, doch ist nicht überliefert, ob diese Streitkräfte von Gundobad selbst befehligt wurden. Theoderich konnte den Westgoten erst im Sommer 508 zu Hilfe kommen. Sein Feldherr Ibbas entsetzte im Herbst 508 Arles und nahm Narbonne wieder ein. Bei einem weiteren Gegenstoß erzielten die Ostgoten weitere Erfolge, indem sie über den Mont Genèvre in das Reich Gundobads bis in die Gegend von Valence vorstießen. Auch Avignon fiel nun in die Hand Theoderichs. So verlor Gundobad fast alle Eroberungen in der Provence wieder an die Ostgoten. Daraufhin zog er in den letzten Regierungsjahren eine Friedenspolitik vor.