屋大维决定放弃这个灾难之地，穿过重山从陆地前进。他下定决心，要粉碎政敌们在得知舰队覆没后可能策划的任何阴谋。
屋大维传令让各军团在第勒尼安海海岸部署兵力，以抗击小庞培的侵犯，同时写信给内兄安东尼，请求舰队支援。他甚至打算“以胡里奥凯撒的方式”征服西西里岛，也就是说，完全通过陆地进攻，而没有海军的掩护。但是安东尼表示愿意帮助他对付塞克斯托庞培，条件是以屋大维的陆地军团为交换，来对付帕提亚人。在公元前38年的剩余时间里以及整个公元前37年，屋大维展开紧张部署:在康帕尼亚建立新港口，并重组一支新的舰队。这其间，小庞培按兵不动，重在防御，继续对商船进行海上劫掠。三月或四月里，安东尼率领一支由三百艘船组成的舰队从雅典返回。根据之前达成的协议，他准备将这支舰队交给屋大维，以换取自己所需的步兵。屋大维告知安东尼，已将对西西里岛的征服推迟到来年，不过依然接受了安东尼的条件，用两万步兵交换他在塔托拥有的三百艘船中的一百二十艘。同时与雷必达达成协议，让他在西西里岛战役打响之时从北非协助作战。
公元前37年底，当屋大维认为已经万事俱备，准备收紧对塞克斯托的包围圈时，他接到了一个头疼的消息:手下最为得力的海军将领梅诺多罗又一次改弦更张，投奔了小庞培，还带走了舰队中的七艘船。
屋大维策划的战斗方案需要全方位的配合。他亲自指挥的第勒尼安海舰队将进攻西西里岛北海岸，同时亚得里亚海舰队从塔兰托起程，开往东海岸，而马克艾米里奥雷必托从非洲杀过来，试图在西海岸登陆。但是塞克斯托消息灵通，面对三路劲敌，他派遣军团统帅普利尼奥鲁佛带领一个军团和大量的辅助快速步兵迎战雷必托，同时自己负责西西里岛的海岸防御以及利帕拉和科西拉两岛的防护。和上一次战役的战略部署相同，小庞培将舰队主力放在了梅西纳海峡。
公元前36年7月1日，第勒尼安海舰队驶往西西里岛。但天公不作美，也或许是屋大维不了解大海，航行的第三天，后卫部队又一次在米内尔瓦海角意外遭遇风暴。几艘船被卷到岩石上，摔得粉碎，其余的船只也都被吹散。屋大维逃到卢卡尼亚的埃雷阿海湾。风平浪静之后，第勒尼安海舰队损失惨重，其中包括三十二艘大战船和许多敏捷小巧的快艇。
梅西纳海峡的可怕风暴让人们饱受其苦。“在其他地方找不到如此狂暴的海峡，风暴一来，又快又猛。不仅让身处其中的人惊恐万分，就连远处观望的人都感到内心恐惧。”
(贾斯丁，《庞培特罗戈简史》，第四卷，第1页)
相比较而言，亚得里亚海舰队运气较好。一百二十艘船同时出发，暴风刚开始吹的时候，陶罗就下令原路返航，回到塔兰托海湾躲避风暴。
最终，雷必达的非洲舰队避开风暴，到达西西里岛，带来了七十艘战舰以及装载着十二个步兵军团和努米迪亚骑兵的千余条运输船。整个路途中仅损失了几条运输船。舰队登陆后，包围了由庞培部将布里尼奥驻守的里里贝奥要塞。
屋大维在对西西里岛再次进行征战之前，花费了三十天的时间重组舰队。他命令已沉船只上幸存下来的船员们前往塔兰托，将安东尼支援的十八艘船开回。
与此同时，小庞培静观事态发展。当得知屋大维没有放弃进攻时，他命令梅诺多罗率领投奔时带来的七艘船在罗马海岸发起一轮侵犯活动，同时让海盗们劫掠开往罗马的运输船只。
梅诺多罗的任务完成得十分出色，但由于小庞培没有恢复他的海军上将头衔，此时正盘算着再一次叛变。他与屋大维通信之后，又一次投奔过去。屋大维十分高兴地接纳了他，但这回对他进行了严密监视。
与此番好消息相反的是，雷必托遭到厄运。小庞培的海军上将德摩卡雷斯拦截了他从非洲运来的四个援军军团仅有一半的人获救。两个军团葬身大海，游到西西里海岸的人也都被部署在那里的庞培军队大批屠杀。另两个军团逃回非洲，晚些时候再次登岸与雷必托军队会合。
8月，当屋大维命令第勒尼安海舰队开往利帕里群岛时，注意到对方有大规模的军队调动，猜想塞克斯托将所有兵力集中在西西里岛北海岸，以阻止敌人登岸。于是他将舰队交给阿格里帕指挥，自己前往陶罗的营地，耐心等待登岸时机。
马克毕浦撒尼奥阿格里帕与屋大维同岁，两人从小便是亲密朋友。蒙达战役中，两人曾在胡里奥凯撒的指挥下当过骑兵军官，还曾一同被凯撒派到马其顿军团学习。阿格里帕是个出色的军人，也是屋大维最信任的人。公元前41年，他曾负责对抗安东尼的哥哥卢西奥和妻子福尔维亚的战争，两年后，又平息了高卢地区的战乱。如今在屋大维征战西西里岛之时他将成为决定性武器。
阿格里帕衲仟命为海军司令后，对十兵们讲行了严格的海战训练，直到感觉能够战胜庞培舰队了，才开始行动。
首先，阿格里帕占领特梅萨岛，那是利帕里群岛中最南边的一个岛。此举目的在于增加庞培在东线的压力，给屋大维期盼的登陆打开一个突破口。
然后，阿格里帕决定用第勒尼安海舰队的一半兵力进攻迈勒斯锚地，那里当时正由德摩卡雷斯麾下的四十艘船防守。
小庞培认为阿格里帕企图在丁达里斯和迈勒斯之间的海岸登陆，遂命令海军上将阿波罗法内斯率四十五艘船支援德摩卡雷斯。他自己后来在焦虑之下也带领七十艘战船赶到迈勒斯。
在看到小庞培将整个海军都集中在此之后，阿格里帕立即发快报告知屋大维，将最大吨位的船调到船队中央迎战，并召来停靠在特梅萨岛的其他船只罗马舰队的海军上将德鲁伊留斯意识到，多个世纪以来迦太基人在航海中锻炼出的速度和能力不是他们短时间能赶上的。因此，罗马人希望将自己熟悉的陆地战术运用到海战当中。
小庞培的海盗船快速地加人到战斗中。阿格里帕的船吃水深，更为笨重，因此为避免被敏捷的庞培船只包围，早已做好了细致的准备。小庞培的船只要一靠近，罗马人就立即用上“铁爪”( manus ferea)，这是一种用来抛出去钩住敌船的钩子。两船一旦接舷，海战就变为了陆战。小庞培的海盗们熟知这种从古代就开始使用的接舷方式，但是阿格里帕引进了一个创新，将钩上连着的绳索换成了铁链，便可以防止被砍断。
另外，阿格里帕在大多数船上装配了一种能十分有效地对抗迦太基舰队的机械，由一米来宽、十一米长的舷梯组成，能够通过滑轮在船的一侧升起、降落和移动。它与船头的一根七米的长桅杆固定在一起，顶端是一个刃口向下的铁质渔叉，可以钉在敌船上。这样一来，两艘船便被拴在了起。首先通过舷梯登上敌船的战土拿着盾牌在敌船栏杆边一字排开作为掩护，其余部队便可以在掩护之下从自己的船登上敌船。于是海战就变成肉搏战，这对小庞培的舰队显然不利。
小庞培军队乱作一团，两船刚一相接，就纷纷跳入大海，好让战区附近的辅助船只接走。此时，小庞培看到德摩卡雷斯的帅船即将沉没，将士们在肉搏战中频频失利，而且阿格里帕的其余部队已从特梅萨赶来支援，当即命令撤退。阿格里帕的船由于吃水深，无法赶上他们，在西西里岛海岸对面停船待命。阿格里帕为不再遭遇新的风暴，决定全体返回利帕里群岛基地。
庞培舰队损失了三十五艘船，而阿格里帕仅损失五艘屋大维见塞克斯托已经上了阿格里帕的圈套，便准备在陶尔米亚登陆，打开西西里岛海岸的突破口。他航行至位于意大利靴形地图末端上的雷科贝德拉海角，在那里用运输船装载上三个军团、五百名不带战马的骑兵、一千名辅助战士、两千名自愿参战的殖民地居民。剩余部队由梅萨拉负责，等待船队再次返回时登船参战。到达陶尔米亚后，罗马人要求整座城市投降。但是小庞培的追随者们不接受恐吓，向略南的地方撤退，在相邻的纳克苏斯海滩登陆，打算在那里安营扎寨，等待时机进攻陶尔米亚。
与此同时，西西里岛另一端的小庞培看到阿格里帕在利帕里基地部署军队，明白了这是在调虎离山，于是调转方向驶往梅西纳，仅留下几艘船驻守迈勒斯。阿格里帕企图再一次转移小庞培舰队的注意力，于是进军丁达里斯海湾，但第一次进攻就被驻守在那里的庞培军队挡了回来。
小庞培的海军航行到纳克苏斯，他的步兵和骑兵也同时赶到，将正忙于建筑防御工事的屋大维部队打了个措手不及。或许是夜幕降临的原因，屋大维的士兵最终抵抗住了庞培骑兵的进攻，并将军营修固。屋大维将登陆部队交给卢西奥·科尔尼斐西奥指挥，同时自己带领船队又一次返航，企图冲出包围，将留在梅萨拉的其余部队带到这里。
但是屋大维又一次显示出自己在海战方面的笨拙，试图冲破小庞培包围圈的举动又以失败告终。大部分船只沉没或被俘。船上的将士这次倒是运气比较好，大都游回了岸边的营地。
科尔尼斐西奥下令救起溺水者，烧毁剩余船只，将营地毁坏，然后从陆上向迈勒斯进发，希望能和阿格里帕的部队会合。在前进的几天里，不断受到小庞培军队的袭击，最终遇到了从迈勒斯附近赶来支援的金托·拉罗尼奥部队。阿格里帕此时已控制了丁达里斯海岸的要塞，屋大维很快利用这个新的突破口让整个部队登陆上岸:二十一个军团、两万骑兵和五千多辅助土兵。
小庞培被困在了从迈勒斯到岛屿最末端的贝罗里奥海岬之间的海岸上，下令向梅西纳全面进发，连正在西部与马克·艾米里奥·雷必达的非洲军团作战的部队也被召集过来。
屋大维的部队从丁达里斯向西推进，毫无困难地将迈勒斯拿下。在阿特米西奥和尼普顿山脉附近，屋大维和雷必达的军团会合，共同开始对梅西纳的包围。细心的屋大维命令亚得里亚海舰队切断梅西纳的供应线。
塞克斯托对陆军没有信心，向屋大维提出用海战来决胜负。出乎意料的是，屋大维接受了这个挑战。或许是他宁愿相信好友阿格里帕的能力，也不愿在陆上作战时被三头之一的雷必达倒戈
公元前36年9月3日，在迈勒斯和纳乌洛科对面的西西里海岸，双方舰队均由三百艘船组成，展开生死决战。两方军团列队于岸上，就像是特别的观众。
一方是塞克斯托·庞培的快速舰船，由熟练的、参加过无数次海盗行动的西西里水手掌控。另一方是罗马人的笨重船只，由聪明且精通机械的马克·毕浦撒尼奥·阿格里帕指挥。
塞克斯托之前已经见识了阿格里帕的铁链钩和接舷梯装置，尝尽了苦头，这回不打算重蹈覆辙。自己船只的速度能够避免与敌船过于接近，可以主要采用炮轰战术，仅在万无一失的情况下才近距离撞击。
但是阿格里帕准备了一个秘密武器。它具有一根两三米长的木梁，用铁皮包裹，以免被斧头砍断。木梁的一端装有铁爪，另一端是结实的缆绳。用一个很大的弩将这个武器投掷到敌船的甲板上。一旦钉住敌船，缆绳就被一种转轮卷起，如此便能将敌船拉到进攻范围内。
战斗十分残酷，但是阿格里帕的装备又一次起到了关键作用。虽然小庞培的船只尽量保持远距离攻击，可是这种新的装置能够将它们抓住，使之无法摆脱，最终两船得以接舷，屋大维军队的优势变得相当明显。海军上将德摩卡雷斯在被俘前自杀，另一位海军上将阿波罗法内斯则选择了投降。眼见海军一败涂地，步兵统帅迪谢诺·伽罗带领军团偕同骑兵团一起向屋大维投降。
小庞培向驻守西西里岛另一端的普利尼奥求助，但还没等这八个军团赶到，他就带着仅剩的几条船逃往亚细亚。后来，普利尼奥率领的军团赶到梅西纳，但此时小庞培已逃走，他便很快投靠了屋大维。此后在打败和罢黜雷必达的事件中，这些兵团起到了决定性作用。雷必达是古罗马历史上权力最大的人物之一，当过三头之一和最高祭司，曾两次担任执政官、骑士统领以及二十二个师的将领。被剥夺权力之后，他被遣返罗马，成为一个普通公民，在屋大维的严密监控下度过余生。
在短短几星期内，屋大维在军事和政治上清除了两个劲敌:塞克斯托·庞培和马克·艾米里奥·雷必达。之后便准备胜利返回罗马。
与此同时，失去了西西里岛根据地的塞克斯托逃往地中海东部，但是刚到米利都，就被马克·安东尼的下属马克迪迪奥俘获并处决。
小庞培的处决没有经过审判，这与当时罗马的法律不符，后来被屋大维当作反面宣传，来对付他永久的敌人马克·安东尼。
塞克斯托·庞培的死使得在罗马重新建立共和政体的最后希望也破灭了。卢卡诺这么评论他:“小庞培当上海盗，玷污了他父亲在对抗海盗方面取得的功绩然而，与古代作家试图让我们相信的情况相反，塞克斯托·庞培不仅是带领奴隶军队一味劫掠的海盗，还是个杰出的战略家。他善于使用游击战术，组建的军队里包含了父亲和哥哥的旧部、西班牙和西西里岛本土的辅助士兵、被他解放出来的奴隶以及对殖民不满的重要阶层。此外，塞克斯托还有一套政治纲领，受到意大利的罗马市民、西班牙人以及组成本土寡头集团的骑土们的支持。
毫无疑问，塞克斯托·庞培不愧是罗马最伟大将领之的儿子，是命运的嘲弄将他变成了自己父亲曾打击过的海盗中的一员。由于手中没有能与敌人抗衡的军队和舰船，他只能变成了海盗。然而，他一直坚持自己的想法，忠实于父亲的遗志，让“后三头”不得安宁。