Πιθανώς το Tel Gomel (Γαυγάμηλα) κοντά στο Erbil, στο σύγχρονο Ιρακινό Κουρδιστάν, βόρεια του όρους Alfaf.
Η Μάχη των Γαυγαμήλων διεξήχθη την 1η Οκτωβρίου 331 π.Χ., κατά τη διάρκεια των Πολέμων του Μεγάλου Αλεξάνδρου (335-323 π.Χ.): Έχοντας νικήσει τους Πέρσες στην Ισσό το 333 π.Χ., ο Μέγας Αλέξανδρος κινήθηκε για να εξασφαλίσει την κυριαρχία του στη Συρία, τις ακτές της Μεσογείου και την Αίγυπτο. Έχοντας ολοκληρώσει αυτές τις προσπάθειες, κοίταξε και πάλι ανατολικά με στόχο να ανατρέψει την Περσική Αυτοκρατορία του Δαρείου Γ'.
Βαδίζοντας στη Συρία, ο Αλέξανδρος διέσχισε τον Ευφράτη και τον Τίγρη χωρίς αντίθεση το 331. Απελπισμένος να σταματήσει την προέλαση των Μακεδόνων, ο Δαρείος έψαξε την αυτοκρατορία του για πόρους και άνδρες. Συγκεντρώνοντάς τους κοντά στην Αρμπέλα, διάλεξε μια ευρεία πεδιάδα για το πεδίο της μάχης — καθώς ένιωθε ότι θα διευκόλυνε τη χρήση των αρμάτων και των ελεφάντων του, καθώς και θα επέτρεπε να αντέξει τον μεγαλύτερο αριθμό του.
Προχωρώντας σε απόσταση τεσσάρων μιλίων από την περσική θέση, ο Αλέξανδρος στρατοπέδευσε και συναντήθηκε με τους διοικητές του. Κατά τη διάρκεια των συνομιλιών, ο Παρμενίων πρότεινε στον στρατό να εξαπολύσει μια νυχτερινή επίθεση στους Πέρσες, καθώς ο στρατός του Δαρείου ήταν μεγαλύτερος. Αυτό απορρίφθηκε από τον Αλέξανδρο ως σχέδιο ενός απλού στρατηγού. Αντίθετα, περιέγραψε μια επίθεση για την επόμενη μέρα.
Η απόφασή του αποδείχθηκε σωστή, καθώς ο Δαρείος είχε προβλέψει μια νυχτερινή επίθεση και κρατούσε τους άντρες του ξύπνιους όλη τη νύχτα εν αναμονή. Απομακρυνόμενος το επόμενο πρωί, ο Αλέξανδρος έφτασε στο γήπεδο και ανέπτυξε το πεζικό του σε δύο φάλαγγες, τη μία μπροστά από την άλλη. Στα δεξιά της μπροστινής φάλαγγας βρισκόταν το ιππικό του του Αλέξανδρου, μαζί με επιπλέον ελαφρύ πεζικό.
Αριστερά, ο Παρμενίων οδήγησε επιπλέον ιππικό και ελαφρύ πεζικό. Υποστήριξη των μετωπικών γραμμών ήταν το ιππικό και οι ελαφριές μονάδες πεζικού, οι οποίες είχαν κλιμακωθεί προς τα πίσω σε γωνίες 45 μοιρών. Στον επερχόμενο αγώνα, ο Παρμενίων έμελλε να ηγηθεί των αριστερών σε μια ενέργεια κράτησης, ενώ ο Αλέξανδρος οδήγησε τα δεξιά για να πετύχει ένα νικητήριο χτύπημα μάχης. Σε όλο το πεδίο, ο Δαρείος ανέπτυξε το μεγαλύτερο μέρος του πεζικού του σε μια μεγάλη γραμμή, με το ιππικό του στο μέτωπο.
Χτυπώντας μέσα από το κενό, οι Μακεδόνες διέλυσαν τη βασιλική φρουρά του Δαρείου και τους παρακείμενους σχηματισμούς. Με τα στρατεύματα στην άμεση περιοχή να υποχωρούν, ο Δαρείος έφυγε από το πεδίο και τον ακολούθησε το μεγαλύτερο μέρος του στρατού του. Αποκομμένος στα αριστερά των Περσών, ο Βήσσος άρχισε να αποσύρεται με τους άνδρες του. Με τον Δαρείο να τρέπεται σε φυγή μπροστά του, ο Αλέξανδρος εμποδίστηκε να τον καταδιώξει λόγω των απελπισμένων μηνυμάτων για βοήθεια από τον Παρμενίωνα. Υπό τη μεγάλη πίεση του Μαζαίου, η δεξιά πλευρά του Παρμενίωνα είχε διαχωριστεί από τον υπόλοιπο μακεδονικό στρατό. Εκμεταλλευόμενοι αυτό το κενό, περσικά τμήματα ιππικού πέρασαν από τη μακεδονική γραμμή. Ευτυχώς για τον Παρμενίωνα, αυτές οι δυνάμεις επέλεξαν να συνεχίσουν να λεηλατούν το μακεδονικό στρατόπεδο αντί να επιτεθούν στα μετόπισθεν του. Ενώ ο Αλέξανδρος γύρισε πίσω για να βοηθήσει τη μακεδονική αριστερά, ο Παρμενίων ανέτρεψε και κατάφερε να διώξει τους άνδρες του Μαζαίου που έφυγαν από το χωράφι. Ήταν επίσης σε θέση να κατευθύνει στρατεύματα για να καθαρίσουν το περσικό ιππικό από τα μετόπισθεν. Όπως συμβαίνει με τις περισσότερες μάχες αυτής της περιόδου, οι απώλειες για τους Γαυγάμηλα δεν είναι γνωστές με βεβαιότητα — αν και οι πηγές αναφέρουν ότι οι απώλειες της Μακεδονίας μπορεί να ήταν περίπου 4.000, ενώ οι απώλειες των Περσών μπορεί να έφτασαν τις 47.000.
Στο κέντρο της μάχης , είχε γύρω του το καλύτερο μέρος του ιππικού μαζί με τους φημισμένους Αθάνατους. Έχοντας επιλέξει το έδαφος για τη διευκόλυνση της χρήσης των δρεπάνιων αρμάτων του, διέταξε αυτές τις μονάδες να τοποθετηθούν στο μέτωπο του στρατού. Η διοίκηση της αριστερής πλευράς δόθηκε στον Βήσσο, ενώ η δεξιά στον Μαζαίο. Λόγω του μεγέθους του περσικού στρατού, ο Αλέξανδρος περίμενε ότι ο Δαρείος θα μπορούσε να πλαισιώσει τους άνδρες του καθώς προχωρούσαν. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, εκδόθηκαν διαταγές η δεύτερη μακεδονική γραμμή να αντιμετωπίσει τυχόν παράπλευρες μονάδες όπως υπαγόρευε η κατάσταση. Με τους άνδρες του στη θέση τους, ο Αλέξανδρος διέταξε μια προέλαση στην περσική γραμμή με τους άνδρες του να κινούνται λοξά προς τα δεξιά καθώς προχωρούσαν προς τα εμπρός. Καθώς οι Μακεδόνες πλησίαζαν τον εχθρό, άρχισε να επεκτείνει τα δεξιά του με στόχο να τραβήξει το περσικό ιππικό προς αυτή την κατεύθυνση και να δημιουργήσει ένα χάσμα μεταξύ αυτών και του κέντρου του Δαρείου. Με τον εχθρό κοντά, ο Δαρείος επιτέθηκε με τα άρματά του. Αυτοί έτρεξαν προς τα εμπρός αλλά ηττήθηκαν από Μακεδόνες ακοντιστές, τοξότες και νέες τακτικές πεζικού που είχαν σχεδιαστεί για να μειώσουν τον αντίκτυπό τους.
Οι Περσικοί ελέφαντες είχαν επίσης μικρή επίδραση, καθώς τα τεράστια ζώα κινούνταν για να αποφύγουν τα εχθρικά δόρατα. Καθώς η μολύβδινη φάλαγγα εμπλέκεται με το περσικό πεζικό, ο Αλέξανδρος εστίασε την προσοχή του στην άκρα δεξιά. Εδώ, άρχισε να τραβά άντρες από την οπισθοφυλακή του για να συνεχίσει τον αγώνα στα πλάγια, ενώ απέσπασε τους συντρόφους του και συγκέντρωσε άλλες μονάδες για να χτυπήσει τη θέση του Δαρείου.
Προχωρώντας με τους άνδρες του και σχηματίζοντας μια σφήνα, ο Αλέξανδρος έσκυψε αριστερά προς την πλευρά του κέντρου του Δαρείου. Υποστηριζόμενο από ελαφρύ πεζικό με σφεντόνες και τόξα που κράτησαν μακριά το περσικό ιππικό, το ιππικό του Αλεξάνδρου κατέβηκε στην περσική γραμμή καθώς άνοιξε ένα χάσμα μεταξύ των ανδρών του Δαρείου και του Βήσσου.
Στον απόηχο των μαχών, ο Αλέξανδρος καταδίωξε τον Δαρείο ενώ ο Παρμενίων συγκέντρωσε τα πλούτη του περσικού τρένου αποσκευών. Ο Δαρείος κατάφερε να δραπετεύσει στα Εκβάτανα και ο Αλέξανδρος έστριψε νότια, καταλαμβάνοντας τη Βαβυλώνα, τα Σούσα και την περσική πρωτεύουσα Περσέπολη.
Μέσα σε ένα χρόνο, οι Πέρσες στράφηκαν εναντίον του Δαρείου. Συνωμότες με επικεφαλής τον Βήσσο τον σκότωσαν. Με το θάνατο του Δαρείου, ο Αλέξανδρος θεώρησε τον εαυτό του ως νόμιμο ηγεμόνα της Περσικής Αυτοκρατορίας και άρχισε να εκστρατεύει για να εξαλείψει την απειλή που έθετε ο Βήσσος.