Im Jahr 54 v. Chr. machte der junge Pollio durch seine Anklage des Gaius Porcius Cato – nicht identisch mit Cato dem Jüngeren – auf sich aufmerksam, der in seinem Volkstribunat im Jahr 56 v. Chr. als Werkzeug des Triumvirats gehandelt hatte. Die Anklage scheiterte jedoch durch die Einflussnahme des Gnaeus Pompeius Magnus. Im Bürgerkrieg zwischen Gaius Iulius Caesar und Pompeius stand er, obwohl eigentlich Republikaner, auf Caesars Seite. Grund war wohl seine persönliche Freundschaft mit Caesar sowie die Annahme Pollios, Caesar habe die größte Aussicht auf Erfolg. Pollio nahm aktiv an den Kämpfen teil; er war vor Ort in den Schlachten am Bagradas (49 v. Chr.), bei Pharsalos (48 v. Chr.), Thapsus (46 v. Chr.) und Munda (45 v. Chr.). Pollio war 47 v. Chr. daran beteiligt, einen Gesetzesentwurf des Dolabella zu verhindern, der versucht hatte, sich so seiner Schulden zu entledigen. Pollio nahm auch an den Kämpfen in Hispanien gegen Sextus Pompeius teil, wo er sich zur Zeit von Caesars Ermordung als Statthalter der Provinz Hispania ulterior (44/43 v. Chr.) aufhielt. Sextus Pompeius, gegen den Pollio wenig ausrichten konnte, durfte durch die Vermittlung des Lepidus die Provinz verlassen, während Pollio mit drei Legionen noch vor Ort blieb.