然而，恺撒的死并没有逆转古罗马向帝制转变的过程——此时，恺撒势力建立帝制已经是顺理成章的事。
恺撒死后，其臂膀安东尼与雷必达立即从城外调兵，准备进城复仇。城内支持和反对恺撒的势力发生激烈争执，最终达成协议：既不宣布恺撒为暴君，也不惩罚凶手。不过在恺撒火化之后，恺撒的追随者冲进凶手家里，主谋逃往希腊。
恺撒死时，其指定继承人、18岁的屋大维（公元前63年—公元14年）正在外训练骑兵。他的回归及继承恺撒权力，令已经处于权力顶峰的安东尼非常不爽——安东尼比屋大维大了20岁，雷必达则比屋大维大了26岁。
安东尼开始排挤屋大维，年轻的屋大维也慢慢积蓄自己的力量。恺撒死后第二年，40岁的安东尼出任高卢总督——就是恺撒以前干过的职务，上任后立马在高卢南部屯重兵，直接威胁罗马。而此时尚处于弱势的屋大维则得到了长老院的支持，成为副执政官，领兵与安东尼决战——第一战安东尼败退，进入北高卢与雷必达会合。
屋大维的胜利，让罗马长老院又想起了当年在高卢战争中积累起实力的恺撒——屋大维再这么胜下去，岂不是又一个恺撒？考虑到这儿，长老院立马剥夺了屋大维的兵权。但年轻的屋大维没有束手听令，而是立马领着8个军团逼宫罗马。长老院不得不选其为执政官。
这时，庞培的余部，亦是刺杀恺撒的主谋卡乌西斯和布鲁图斯，在东方行省集结了20个军团的兵力，准备杀回罗马夺回政权。
而此时单以屋大维的实力，显然在对阵这20个军团时，没有把握。
相比庞培的余部，雷必达、安东尼的威胁自然要小许多。经过一番磋商，三人于公元前43年达成协议，结成同盟，史称“后三巨头”。三人同时任执政官，任期5年，各率5个军团。安东尼占有高卢地区，屋大维统领北非沿地中海岸的阿非利加、西西里岛、撒丁岛等，而西班牙半岛领土则分给雷必达。所领15个军团共驻罗马，约定由年长的雷必达留守罗马，其余两人率兵东征。
次年秋，安东尼和屋大维领19个军团约10万人东征，在爱琴海北岸峡谷，与小亚细亚上的敌军对峙不久，将其击败。安东尼继续领兵东进亚洲，屋大维则返回罗马，对付在西西里岛上兴风作浪的庞培之子。但随即碰上了罗马内战——安东尼之弟乘虚攻下罗马，不过很快便被屋大维所破。
此战后，安东尼停止东征，回到罗马，三巨头重新划分势力：安东尼统领自意大利半岛东部的亚得里亚海至西亚两河流域的所有领土，包括以前的马其顿王国、希腊、小亚细亚诸国，并负责防守及进攻西亚的帕提亚王国；屋大维统领高卢、西班牙半岛；防守罗马不力的雷必达，则被挤到了北非；至于罗马，则由三人共管。
公元前38年，屋大维联合雷必达，历经三年，将据守西西里的小庞培击败，小庞培东逃投奔安东尼，被杀。西西里大胜后，屋大维和雷必达发生纠纷，雷必达大败，屋大维将原属雷必达的北非也纳入自己的控制范围。雷必达并未被杀，而是担任祭司之虚职，直到死去。
拿到东方各行省巨大地盘的安东尼，东征帕提亚占不到任何便宜，随即转向攻打帕提亚北部的亚美尼亚并将其征服，而后南下埃及，进入亚历山大城，于公元前32年，与恺撒的旧情人、当时的埃及女王结婚，并且在遗嘱中，将北非的利比亚和西亚的叙利亚、腓尼基等地，割给自己的新婚妻子。
屋大维志在一统古罗马，与安东尼之战势在必行。
公元前31年，屋大维领兵８万人、战舰400艘，兵出希腊。安东尼和埃及女王点步兵10万人、骑兵15000人、战船500艘迎击。9月，双方在希腊西海岸交手。激战之中，埃及女王为保存实力，中途撤退，已经52岁的安东尼见状亦追上去，屋大维大胜。
次年夏，屋大维直指埃及，围困亚历山大城。安东尼及埃及女王自杀，屋大维拿下托勒密王朝。至此，亚历山大的庞大帝国除了帕提亚人所占的亚洲部分外，尽归罗马。而屋大维之实力已无人能撼动。公元前27年，罗马长老院授予屋大维“奥古斯都”（意为至尊至圣，与中国的皇帝相当）称号，后世的古罗马帝王亦称“奥古斯都”。
至此，古罗马共和时代结束，帝国时代实至名归。
