В начале 49 года до н. э., когда началась гражданская война между Цезарем и Гнеем Помпеем Великим, в Риме распространились слухи, что Гай Фабий перешёл на сторону Помпея. Но молва ошиблась: Фабий остался легатом Цезаря и сыграл важную роль в начавшейся кампании. Во главе трёх легионов, расквартированных у Нарбонны, он занял пиренейские перевалы, подготовив таким образом разгром Луция Афрания и Марка Петрея в Испании. Во время боёв у Илерды Фабий отбил у врага два моста через реку Сикорис, имевшие большое тактическое значение. После этого он уже не упоминается в источниках; по-видимому, Фабий умер уже в 49 году до н. э.