Afranius en Petreius vertrokken naar Griekenland, waar ze zich bij het leger van Pompeius aansloten. Na de verloren Slag bij Pharsalus (48 v.Chr.) vluchtte Petreius met Cato naar Africa. Hier vocht hij onder Titus Labienus tegen het leger van Caesar in de Slag bij Ruspina. De slag eindigde in een overwinning voor de Pompeianen, maar Petreius werd hierbij gevaarlijk verwond. Labienus en Petreius vochten in 46 v.Chr. onder Metellus Scipio in de Slag bij Thapsus, waarbij de Pompeianen door Caesar verslagen werden. Na de nederlaag vluchtte Petreius met de Numidische koning Juba I naar Zama, waar ze beiden zelfmoord pleegden.