Dennoch konnte Pompeius die Vereinigung der gelandeten Truppen nicht mehr verhindern und wurde so bald auf den Nordosten Siziliens um Messana beschränkt. Octavian nahm nun eine Stadt nach der anderen, und Sextus blieb nichts anderes übrig, als die Entscheidung zur See zu suchen. So machte er dem jungen Caesar den Vorschlag einer Entscheidungsschlacht, für die Ort, Zeit und Zahl der Schiffe festgesetzt wurden. Ende August 36 trafen die beiden Flotten mit je 300 Schiffen in der Bucht von Naulochos aufeinander. Octavian und Pompeius selbst nahmen nicht daran teil und überließen die Leitung Agrippa bzw. Demochares und Apollophanes. Der Kampf endete, nachdem Agrippa der Durchbruch gelungen war, mit einer vollständigen Niederlage des Pompeius, von dessen Schiffen 163 genommen oder versenkt wurden.