波斯的希腊雇佣军统帅，罗德斯的蒙农建议焚烧周边的田地，但由于波斯地方总督怜惜他们的财产，未被采纳。当时波斯边疆省份的3位总督，包括波斯皇帝大流士的附马，联兵4万人（其中2万波斯骑兵，2万希腊雇佣兵）在格拉尼库斯河与亚历山大正面交战。亚历山大在格拉尼库斯战役中自己率领着近卫骑兵“伙伴骑兵”队，率先与波斯骑兵交战，2位波斯总督被亚历山大和他的“伙伴骑兵”队杀死。亚历山大自己的头盔和帽缨也被其中一位波斯总督的战斧劈掉。另外一位波斯总督在亚历山大身后偷袭时被亚历山大的部将克利图斯杀死。为恐吓为波斯人效劳的希腊雇佣兵，亚历山大让部队于战场上屠杀大部分希腊雇佣兵，其余被押回马其顿强迫劳动。他将300领波斯铠甲作为给雅典娜的祭品送回雅典卫城，带着如下题字：“来自亚历山大，腓力之子，和希腊人（除了斯巴达人）的奉献，从居住在亚细亚的野蛮人夺取。”
与波斯部队相比虽然是敌众我寡，尽管存在许多不利，亚历山大仍对波斯军队致以一系列毁灭性的打击，取得了胜利。他的成功有三个主要原因。第一，腓力二世留给他的军队比波斯军队训练有素。第二，亚历山大是一位杰出天才将领。第三，亚历山大本人具有英勇无畏的精神。虽然每场战斗初期亚历山大是在后方坐镇指挥，但他的方针是如果部队发动决定性进攻，他则身先士卒。这种冒险的战术使他屡次受伤，但士兵们看到他与他们生死与共，并不要求他们去冒那些他自己不愿冒的危险，这对鼓舞他们的士气影响巨大 。
进军东方
此战之后，他发现波斯的海军优势对他的后勤补给产生严重困扰，但是当时希腊又没有足够强大的舰队来挑战波斯的制海权。因此他决定采取一个笨办法--从陆地上攻占所有的东地中海港口和基地。亚历山大从今天的土耳其地区出发，一路征战南下叙利亚，巴勒斯坦，直到埃及。
亚历山大首先率领部队攻克了小亚细亚，消灭了驻守在那里为数
不多的波斯部队；随后向叙利亚北部挺进，途中，波斯皇帝大流士御驾亲征，从亚洲腹地征调几十万大军出现在亚历山大的背后，切断马其顿军的供应线。亚历山大回身面对大流士的优势兵力，进行了伊苏斯战役。对伊苏斯会战中波斯方的兵力，古典历史学家的说法不一，阿里安的《亚历山大远征记》中的60万肯定是大大夸张了。不过波斯兵力占很大优势是没有问题的。但波斯军的素质不如马其顿军。此战几乎全歼波斯军，大流士皇帝落荒而逃。为了巩固侧翼，亚历山大没有穷追，而是回身继续向南征服地中海沿岸港口，经过七个月的艰难围攻，攻克了腓尼基的岛屿城邦推罗城（在今黎巴嫩）。
在围攻推罗期间，亚历山大收到波斯国王的一封书笺，提出为了达成和平协议，他愿把半个波斯帝国割让给亚历山大。亚历山大的将军帕曼纽认为这个建议很好，他说：“如果我是亚历山大，我就采纳这个建议”。亚历山大回答：“如果我是帕曼纽，我也许会采纳这个建议。”
攻克推罗之后，亚历山大继续南进。经过两个月的围攻，埃及一箭未发，自动投降。接着亚历山大在埃及停留一段时间，让军队稍有喘息之机，并建立今天埃及著名的港口城市亚历山大。在那里年仅24岁的亚历山大被誉为法老，称之为太阳神阿蒙之子。
征服波斯
经过在埃及的修整，随后他率军返回亚洲，北上向波斯腹地进发，和大流士作总的清算。在阿贝拉会战，又称高加米拉会战中，亚历山大的4万步兵和7千骑兵，面对大流士御驾亲征召集的波斯帝国各部族倾国之兵。
普鲁塔克的古典著作《希腊罗马名人传》说波斯军100万，另一古历史学家阿里安则说是4万骑兵、100万步兵、200辆大镰刀战车、15头战象（早于汉尼拔对罗马的战争，在印度以外使用战象这是历史记载的第一次）。这些数字当然是大大夸张了的。真正的波斯军数字已经不可考，最保守的估计是20万步兵和4万5千骑兵。阿贝拉会战的结果是古老而庞大的波斯帝国一战崩溃，大流士逃出战场。
取得这场胜利之后，亚历山大率军进入巴比伦和波斯的两座都城：苏萨和波斯波利斯。亚历山大随后展开了他的长途奔袭，从波塞波利斯到埃克巴达那，然后再到拉伽，穿过里海门，经过长时间的急行军终于追上了敌人。波斯军为了防止国王大流士三世（并非大流士大帝）向亚历山大投降，大流士手下的军官把他们的国王暗杀了， 时年为公元前330年。但是亚历山大击败了大流士的继承人柏萨斯，并将他斩首，经过三年奋战，攻克了整个伊朗东部地区，并继续向中亚推进 。
亚历山大进入了波斯帝国的东部行省，主要是巴克特里亚和索格地亚纳。在处死了当地的代表反叛的柏萨斯之后，却陷入了斯皮塔米尼斯领导的东部游击战中。斯皮塔米尼斯行踪诡秘，曾经率领一只游牧军队击败了亚历山大的一支别队，并且攻陷了亚历山大的一些堡垒。亚历山大了解到了事情的严重性，对其展开军事上的围捕，并且对当地的叛乱势力进行残酷的镇压。期间亚历山大还击败了西徐亚人的游牧骑兵，证明了弓骑兵的游牧战术对于他来说不是什么问题，西徐亚首领马上表示臣服。斯皮塔米尼斯与亚历山大周旋了一段时间后，终于被亚历山大指派埋伏在当地的部将科纳斯给完全的击溃，被当地人献出后被处死。
主要对手被消灭后亚历山大着手镇压各地的叛乱，在索格迪亚纳岩的战役中展现了他率领的部队的山地作战能力，俘虏了当地的贵族和反叛首领阿克雅提斯的家眷，并且一改其在此地区的残酷风格，接纳战俘，并且打算正式迎娶阿克雅提斯的女儿罗克珊娜。其父得知消息后，亲自上门投降，自此东方行省的战役彻底结束，前往印度的道路已经没有障碍 。
远征印度
这时已经征服了整个波斯，本可以返回家园，重新筹划他的新领土。但是他征服的欲望并没有得到满足，而是继续挥军进入印度。进军到印度河以东的海达斯佩斯河，和
前来抗击的印度国王波拉斯夹河对峙，打了他四大会战的最后一战，即海达斯佩斯河会战，彻底击溃了波拉斯的军队。因为钦佩波拉斯的勇敢，也为了赢得当地人的拥护，亚历山大战后义释被俘的波拉斯，仍然让他作印度国王。尽管波拉斯的两个儿子和一个孙子在战场上阵亡，波拉斯本人此后仍然对亚历山大死心塌地地效忠。此时亚历山大手下的军队已经厌战，亚历山大不得不停止远征，开始西归，途中他击败了不服从他的部落，还派人进行了一系列探险活动，包括查明印度河入海口，寻找波斯湾，并绘制海岸地形图，还想查清里海究竟是海还是湖，等等。
回波斯的第二年，亚历山大用了近一年的时间对他的帝国和军队进行改编，这是一次重大的改编。亚历山大从小就认为希腊民族代表了唯一真正的开化民族，而所有非希腊民族都是野蛮民族。这当然是在整个希腊世界流行的观点，甚至亚里士多德也有这种看法。尽管亚历山大已经彻底打败了波斯军队，但是他逐渐认识到波斯人根本就不是野蛮人，他们与希腊人一样具有智慧和才能，一样值得尊敬。
因此他产生了融其帝国的两部分于一体的设想，由此创造了合二而一的希腊波斯民族共和王国，当然是他自己当最高统治者。据我们所知，他确实想让波斯人与希腊人和马其顿人结成同等的伙伴。为了实现这一计划，他把大量的波斯部队编入自己的部队，还为此举行了一次盛大的“东西方联合”宴会。在宴会上，几千名马其顿士兵同亚洲妇女正式结成夫妻。他自己虽然从前与一位亚洲公主结过婚，这次却娶个达赖利斯的女儿为妻。
英年病逝
显然亚历山大企图利用这支改编的军队再开展征服活动。我们知道他打算入侵阿拉伯，也许还有波斯帝国以北地区，也许打算再次入侵印度或征服罗马，迦太基和西地中海地区。不管他的算盘如何，结果进一步的征服活动都未能进行。公元前323年6月初，亚历山大在巴比伦突然因发热而病倒，十天后就死去了。其时还不满33岁。…
