A Pharsalia témája a Caesar és Pompeius között kitört polgárháború. A ránk maradt mintegy 8000 sorban az események követésében a költő Caesar egyiptomi háborújáig jut el. A 10. könyv 150 sorral rövidebb a többinél, s váratlanul szakad félbe. Ebből nyilvánvaló, hogy a költőt a korai halál megakadályozta abban, hogy befejezze. Az 1. könyv a tárgymegjelöléssel és Nero segítségül hívásával kezdődik, mert Nero mint isten feleslegessé teszi a többi isten pártfogását. Ezután a polgárháború okait fejti ki, amelyek a két főhős jellemében keresendők.

Nec guentguam iam ferre potest Caesarve priorem
Pompeiusve parent. Quis iustius induit arma? scire
nefas; nuigno se iudice quisque tuetur: victrix
causa deis placuit, sed victa Catoni.

„Caesar nála nagyobbat, Pompeius meg egyenlőt sem
tőr már. Melyikük harcolt közülük jogosabban? —
nem tudhatni. Komoly védők álltak ki ügyükben: a
győztesben az istenek és Cato a bukottban."
(1, 125-128; fordította Csorba Gy.)

Maga a cselekmény a Rubicón való átkeléssel kezdődik: Caesar elindul Róma felé, ahol ennek hírére kitör a pánik: jósok hirdetik az elkövetkező háború borzalmát.

A 2. könyv elején a költő felidézi a ,fatum hatalmát, majd Marius és Sulla küzdelmét. Cato lelkesíti Brutust, majd visszafogadja feleségét, Marciát, s mint az erény példaképe készül a harcra. Caesar közeledtére Pompeius elhagyja Rómát, s Brun-disiumba megy, majd távozik Itáliából. E könyv hőse Cato, aki tudja, hogy nem önmagának, hanem az egész világ számára született: nec Bibi, sed toti genitum se credere mundo (2, 383).

A 3. könyv elején Pompeius Itália távolodó partjait nézi szomorúan, majd megjelenik előtte feleségének, luliának az árnya, s a polgárháború pusztításairól regél; elmondja neki, hogy követni fogja a polgárháború viharaiban. Caesar bevonul Rómába, és kirabolja az államkincstárt. Míg Pompeius sereget gyűjt Keleten, Caesar megszállja Massiliát; tengeri csata a város előtt.

A 4. könyvben három fontos epizódot ír le a költő: Caesar sikeres harcát Hispaniában Afranius és Petreius ellen, Pompeius, Vulteius hősiességét; Curio halálát Africában. E történetbe beleszövi Antaeus és Hercules küzdelmét.

Az 5. könyv elején a senatus tanácskozik Epirusban; Appius jóslatot kér Delphiben, azonban a jóslat kétértelmű. Caesar katonái lázadoznak, ám a hadvezér lecsendesíti őket, s ezután Rómában consullá és dictatorrá választják. Átszállítja csapatát Epi-rusba. Antonius késik, s ez nyugtalanítja a dictatort. Pompeius kénytelen búcsúzni feleségétől, Corneliától: Lesbos szigetére küldi, hogy ott biztonságban élhessen, távol a harcoktól.

A 6. könyv cselekménye Dyrrhachiumnál játszódik: Caesar körbeveszi Pompeius seregét, s amikor az ki akar törni, Scaeva bátorságával megakadályozza ezt. Ezután Thessalia felé vonulnak, s ez alkalmat ad a költőnek, hogy a varázslások hazáját leírja. Erichto boszorkány jósol Sextus Pompeiusnak.

A 7. könyvben a nagy csata előtt Pompeius álmodik, s álmában a régi dicsőség képei jelennek meg előtte. A költő bemutatja Caesar, majd Pompeius lelkiállapotát a végső ütközet előtt. A pharsalosi csatában Caesar győz, Pompeius pedig menekülni kényszerül.

A 8. könyv Pompeius menekülését mutatja be. Először Les-bosra menekül, s ott találkozik Corneliával. Innen hajóra száll, és Egyiptom felé hajózik. Az egyiptomi udvarban Pothinus tanácsára elhatározzák, hogy megölik Pompeiust. Valóban, amikor Pompeius megérkezik, az egyiptomiak a partra vezetik, s ott lekaszabolják a bárkában, még a kiszállás előtt.

A 9. könyv elején Pompeius lelke Brutusba és Catóba költözik. Africában Cornelia Catóhoz csatlakozik, aki buzdítja csapatát Caesar ellen. Rettenetes körülmények között seregével Leptis felé vonul, de katonáit folytonosan támadják a kígyók. Ez alkalmat szolgáltat a költőnek arra, hogy a Perseus-mítosszal megmagyarázza a kígyók keletkezését.

A 10. könyvben Caesar Trójába utazik, innen Egyiptomba érkezik, itt meglátogatja Nagy Sándor sírját Alexandriában, majd Cleopatrával találkozik. Ezután utazást tesznek a Niluson, ám az egyiptomiak szervezkednek ellene, s Caesar csapdába kerül. Itt szakad félbe az eposz.

A fenti áttekintésből nyilvánvaló, hogy Lucanus lépésről lépésre a polgárháborúk történetét dolgozta fel. Fő forrása valószínűleg Livius 109-116. könyve volt, de felhasználhatta Asi-nius Pollio történeti művét is. Mindenesetre Pompeius-barát forrásokat használt, így elképzelhető, hogy merített Cremutius Cordusnak, és nagyapjának, az idősebb Senecának történeti művéből is. A földrajzi és néprajzi kitérőket több forrásból vehette.
A 10. könyvben sokat kölcsönöz Seneca Naturales quaes-tiones című munkájából; Licinius Macertől és Poseidóniostól is több adatot átvehetett. Teljesen hallgat Caesar béketörekvéseiről, clementiájáról, de ugyanígy mellőzi Pompeius kegyetlenkedéseit is. Bár Livius is Pompeius-barát szemléletű volt, az ő történeti művében azonban objektívebben szerepelhettek az események, hiszen a résztvevők még éltek, s a torzításokra érzékenyen reagáltak volna. Ezért feltételezhető, hogy Lucanus saját érzelmeit követte, amikor Caesart a valóságosnál kegyetlenebbnek festette le.

A fenti áttekintésből az is kiderült, hogy Lucanus mellőzte az istenapparátust, s helyette a csodák és jövendölések szerepét emelte ki az események alakításában. Az egyes földrajzi tájak szolgáltattak lehetőséget számára témájának színesítésére, a tájhoz kapcsolódó mítoszok és legendák elbeszélésével. Azonban a mitikus és csodás kellékek is csak színezik az eposz témáját, s nem szorítják azt háttérbe: a történeti események dominálnak benne, ezért eposzát történeti eposznak tarthatjuk. Ám éppen történeti tematikája az, amit Petronius kifogásol: a történészek jobban értenek a történeti események tálalásához, pontosabbak és megbízhatóbbak, ezért az ilyen témák kidolgozását rájuk kell hagyni.