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Vercingetorige si ritirò ora a Gergovia, la capitale della sua stessa tribù, che era ansioso di difendere. Cesare arrivò quando il tempo si fece più caldo e finalmente il foraggio divenne disponibile, il che alleviò in qualche modo i problemi di approvvigionamento. Come al solito, Cesare iniziò subito a costruire una fortificazione per i romani. Ha catturato il territorio più vicino all'oppidum.
La fedeltà degli Edui a Roma non fu del tutto stabile. Cesare suggerisce nei suoi scritti che i leader degli Aeudui furono entrambi corrotti con oro e inviati disinformazione da emissari di Vercingetorige. Cesare aveva concordato con gli Edui che 10.000 uomini avrebbero protetto la sua linea di rifornimenti. Vercingetorige convinse il capo, Convictolitavis, che era stato nominato capo della tribù da Cesare, a ordinare agli stessi uomini di unirsi a lui al loro arrivo all'oppidum. Attaccarono i romani che accompagnavano il loro convoglio di rifornimenti, lasciando Cesare in una posizione imbarazzante. Minacciato il suo rancio, Cesare sottrasse quattro legioni all'assedio, circondò l'esercito degli Edui e lo sconfisse. La fazione filo-romana riprese il controllo della leadership degli Edui e Cesare tornò a Gergovia con 10.000 cavalieri Edui filo-romani. Le due legioni che aveva lasciato per continuare l'assedio avevano avuto difficoltà a tenere a bada la forza molto più grande di Vercingetorige.
Cesare si rese conto che il suo assedio sarebbe fallito se non fosse riuscito a far decollare Vercingetorige dalle alture. Usò una legione come esca mentre il resto si spostò su un terreno migliore, catturando tre accampamenti gallici nel processo. Ordinò quindi una ritirata generale per attirare Vercingetorige dalle alture. Tuttavia, l'ordine non fu ascoltato dalla maggior parte delle forze di Cesare. Invece, spinti dalla facilità con cui catturarono gli accampamenti, si spinsero verso la città e la assaltarono direttamente, stremandosi.
L'opera di Cesare registra come perdite 46 centurioni e 700 legionari. Gli storici moderni sono scettici; la rappresentazione della battaglia come una disfatta, e in cui erano schierati 20.000-40.000 soldati romani alleati, porta al sospetto che Cesare stesse minimizzando le cifre delle vittime, anche se le sue cifre escludevano le perdite tra gli ausiliari alleati. Date le sue perdite, Cesare ordinò una ritirata. Sulla scia della battaglia, Cesare revocò l'assedio e si ritirò dalle terre degli Arverni verso nord-est in direzione del territorio degli Edui. Vercingetorige inseguì l'esercito di Cesare, con l'intento di distruggerlo. Nel frattempo, Labieno aveva terminato la sua campagna nel nord ed era tornato ad Agendicum, la base di Cesare nel centro della Gallia. Dopo essersi unito al corpo di Labieno, Cesare marciò con il suo esercito unito da Agendicum per affrontare l'esercito vittorioso di Vercingetorige. I due eserciti si incontrarono alla Vingeanne, Cesare vinse la battaglia successiva.