Po zastosowaniu udanej taktyki, mającej na celu ściągnięcie armii pompejańskiej ze wzgórza Cezar zarządził frontalny atak.

Walka trwała przez pewien czas bez wyraźnej przewagi którejkolwiek ze stron, co spowodowało, że wodzowie obu wojsk opuścili swoje stanowiska dowodzenia i dołączyli do walczących szeregów. Cezar stwierdził później, że wiele razy walczył o zwycięstwo, ale pod Mundą walczył o swoje życie. Cezar objął dowództwo nad swym prawym skrzydłem, gdzie jego ulubiony X legion zaangażował się w zażartą walkę. Zachęceni przez Cezara żołnierze dziesiątego legionu zaczęli spychać do tyłu siły Pompejusza. Zawiadomiony o tym Gnejusz Pompejusz przerzucił jeden legion z dowodzonego przez siebie prawego skrzydła na zagrożone lewe skrzydło. Jednak gdy tylko prawe skrzydło armii pompejańskiej zostało osłabione jazda Cezara ruszyła do decydującego ataku który całkowicie odmienił przebieg wyrównanej dotąd bitwy. Król Mauretanii Bogud, który był sprzymierzony z Cezarem, uderzył wraz ze swą jazdą na obóz Pompejusza. Dowodzący pompejańską kawalerią Titus Labienus zauważył ten manewr i postanowił mu się przeciwstawić. Na nieszczęście dla Pompejusza żołnierze jego legionów fałszywie zinterpretowali tę sytuację. Pod potężnym naciskiem legionu X na lewym skrzydle i kawalerii na prawym uznali, że Labienus ucieka z pola bitwy.