Gaugamela es considerada como una obra maestra en la táctica militar y la mayor victoria de Alejandro Magno.
No conquistaban ciudades mediante prolongados sitios, sino que empleaban máquinas de origen asirio.
Incluso procedió a nivelar el terreno y eliminar los obstáculos, convirtiendo Gaugamela en un inmenso campo de maniobras apto para que se desplazaran sus carros provistos con guadañas en las ruedas.
Los historiadores modernos han estimado que el ejército persa estaba compuesto por unos 250 000 combatientes.
Aunque siguiendo datos modernos se puede estimar que de esos 250 000 combatientes, tan solo 92 000 eran soldados propiamente dichos.
Entre los soldados profesionales el ejército persa contaba con 5200 mercenarios griegos y 10 000 infantes pesados, en la época denominados Inmortales.
Su ala izquierda al mando de Bessos estaba formada por las tropas bactrianas, daeas, persas, escitas y cadusianas.
En el ala derecha, al mando de Maceo, se hallaban las tropas sirias, mesopotamias, medas, partas, sucianas, tibarianas, hircanias, albanias y sacesanias.
Detrás de ellos, en formación cerrada, se encontraban los uxianos, babilonios, las tribus del mar Rojo y los sitacenios.
La caballería mercenaria fue dividida en dos grupos: los veteranos en el flanco derecho y el resto se colocó al frente de los arqueros agrianos y macedonios, que se ubicaban al lado de la falange que iba al centro reforzada con otra formación a retaguardia para que, en el caso de que fueran rodeados, pudieran dar media vuelta y enfrentarse al enemigo desde la dirección contraria.
Alejandro se movió oblicuamente hacia el ala izquierda persa en lugar de avanzar directamente hacia ellos, y al continuar avanzando en esa dirección, se colocó más allá del terreno nivelado por los persas.
Darío entonces ordenó que su ala izquierda contuviera el movimiento lateral de Alejandro realizando una salida envolvente.
Alejandro, a su vez, inició un ataque hacia el centro de las tropas envolventes y dio comienzo a una serie de ataques y contraataques hasta que las formaciones persas quedaron rotas.
Darío III envió sus carros contra la falange para sembrar el desorden en ella, pero la infantería macedonia, que estaba delante de la caballería para protegerla de los carros, arrojó sus jabalinas, flechas y demás armas arrojadizas y abrió sus filas quedando aisladas las cuadrigas que atravesaron las líneas macedonias.
Luego se dirigió contra Darío III, quien abandonó el campo aterrorizado ante la embestida de Alejandro Magno.
La falange de reserva dio media vuelta y los atacó por la retaguardia matando a gran número.
Alejandro se dirigió desde Arbelas a Babilonia, donde ordenó reconstruir el templo de Marduk.