Tudi v bitki pri Gavgameli leta 331 pr. n. št. so bile okoliščine bolj naklonjene Dareju kot Aleksandru. Imel je veliko in na bojišču pravilno organiziran vojsko. Podpirale so ga vojske več satrapov, bojišče pa je bilo popolnoma ravno in zato zelo primerno za bojne vozove. Darej in njegovi izkušeni poveljniki so še preden je bil znan izid bitke ponovno pobegnili z bojišča in največja do takrat zbrana armada je razpadla. Perzijske izgube so bile izredno velike. Darej je tokrat pobegnil v Ekbatano in poskušal zbrati tretjo vojsko, Aleksander pa je medtem osvojil Babilon, Suso in perzijsko prestolnico Perzepolis. Darej je baje Aleksandru večkrat ponudil vse svoje ozemlje zahodno od Evfrata v zameno za mir, Aleksander pa je po nasvetu svojih poveljnikov ponudbo vsakokrat zavrnil. Aleksander se je po zasedbi Perzepolisa odločil, da bo Dareja zasledoval v Baktrijo.