Petreius steunde Cato in zijn protesten tegen het eerste triumviraat van Caesar, Pompeius en Crassus en in de burgeroorlog tussen Pompeius en Caesar steunde hij Pompeius, die hem met Lucius Afranius aanstelde als "legatus" van de provincie Hispania Citerior. Nadat Caesar het Italische thuisland had veiliggesteld, trok hij met zijn legioenen naar Spanje. Hij werd opgehouden vanwege het beleg van Massilia en stuurde Gaius Fabius met drie legioenen vooruit. Fabius bouwde twee bruggen over de Segre, en werd nadat een brug was ingestort aangevallen door de troepen van Petreius en Afrianus, maar zonder grote gevolgen. In de zomer van 49 v.Chr. arriveerde Caesar in Hispania Citerior, waar hij de strijd aanbond met de vijf legioenen van Petreius en Afrianus (Slag bij Ilerda). Door het zeer slechte weer werden Caesars bruggen vernield en raakte hij ingesloten tussen de Segre en de Cinca. Zijn troepen aan de andere kant van de brug werden vernietigd door Petreius. Caesar wist een brug te herstellen en begon kort daarop met de aanleg van een voorde over de rivier bij Ilerda. Daarop verlieten Afranius en Petreius de stad en trokken ze naar het westen. Afranius wilde zich aan Caesar overgeven, maar Petreius wilde daar niets van weten. Eind juli 49 v.Chr. wist Caesar het Pompeiaanse leger te omsingelen en begin augustus waren Afranius en Petreius genoodzaakt zich over te geven.