В 190 г. до н. э. нападению войск Селевка - сына Антиоха III подверглись город Пергам и главная гавань Атталидов - город Элея. Сирийские войска не смогли захватить города, отчасти благодаря их надежным укреплениям, а также вследствие энергичных действий ахейцев - союзников Эвмена II и самого пергамского царя (Polyb. XXI. 9,1-4; 10, 1-2; Liv. XXXVII. 20-21; App. Syr. 26). В войне на суше, таким образом, пергамская армия выполняла вспомогательные функции, обеспечивая основные римские силы продовольствием, проводя отдельные военные акции второстепенного значения.
В борьбе на море флот Пергамского государства принимал участие с самого начала войны, но наиболее активной стала его роль после Фермопильского сражения и начала малоазийской кампании. Со стороны Пергамского царства в морской войне участвовало, как сообщают Т. Ливий и Аппиан, около 50 кораблей, из них 24 палубных (App. Syr. 22; Liv. XXXVI. 43). Родос имел 25-27 военных кораблей, флот Рима насчитывал в 191 г. до н. э. при флотоводце Г. Ливии 81 корабль (из них 6 кораблей выставил Карфаген). Ясно, что морские силы союзных государств немногим уступали по численности флоту самого Рима. Одним из наиболее значительных событий морской войны стало сражение у Корика, в котором эскадры Пергамского царства и Рима встретились с флотом Антиоха III (осень 191 г. до н. э.). Корабли Эвмена II нанесли удар по правому флангу армады, а римляне расстроили левый. В результате разбитая флотилия сирийского царя была вынуждена отступить и укрыться от полного разгрома в гавани Эфеса, где была на некоторое время блокирована (Liv. XXXVI. 44-45). Потери Антиоха III были достаточно серьезными, он лишился 23 кораблей, из которых 13 захватили римляне.
Вскоре после этого флот Г. Ливия, в состав которого вошли 7 пентер Эвмена II, направился к Геллеспонту, чтобы подготовить переправу для римской армии и установить власть над городами, находившимися в зоне проливов (Liv. XXXVII. 9). Но из-за поражения родосского флота и ухудшения военной обстановки в Эолиде и Ионии флот вынужден был вернуться. Летом 190 г. до н. э., когда в развитии событий наметился перелом в пользу союзников, Эвмен II был направлен к Геллеспонту, чтобы готовить переправу консульской армии (Liv. XXXVII. 22; 26; 33). Несомненно, успешное преодоление пролива явилось значительным успехом римлян в войне с Сирией. В глазах и древних и современных авторов переход через Геллеспонт стал одним из важных моментов войны . После этой переправы позиции сирийского царя стали более уязвимыми, а надежды на успех менее основательными. Не случайно после появления римской армии в Малой Азии Антиох III предпринял новую попытку мирного урегулирования конфликта. Автор важнейшего нашего источника Т. Ливий отмечает заслугу Эвмена II в организации переправы (Liv. XXXVII. 33).
Важной стороной отношений союзников были их дипломатические контакты, совместное участие в переговорах с противником, обсуждение ответственных решений. Источники показывают, что в годы Первой и Второй Македонских войн, в борьбе с Набисом, а затем и с Антиохом III римляне не принимали, как правило, важных решений без предварительных консультаций и переговоров с союзниками. Активное участие в обсуждении различных вопросов, связанных с ходом боевых операций, принимал Эвмен II. На основании ряда свидетельств Полибия и Т. Ливия можно полагать, что авторитет пергамского монарха был весьма высоким, и с его мнением римские полководцы всегда считались. В 190 г. до н. э., когда командование флотом Рима принял Л. Эмилий Регилл, на военном совете высказывалось предложение блокировать в гавани Эфеса остатки разбитого в морском сражении флота Антиоха III. Предполагалось осуществить это, затопив у входа в гавань суда с песком. Но Эвмен II выступил против, в результате план действий был изменен (Liv. XXXVII. 14-15). В позиции Эвмена II явно проглядывает надежда на территориальные приобретения в Малой Азии, в частности притязания на город Эфес - один из крупнейших и развитых в экономическом отношении полисов Восточного Средиземноморья. Вскоре после указанного события римский флотоводец двинулся к юго-западному побережью Малой Азии и попытался овладеть путем переговоров городом Иасом. Когда эта попытка сорвалась и римляне решили штурмовать город, иасские изгнанники (противники Антиоха III) обратились к родоссцам с просьбой предотвратить штурм. Родоссцы, как рассказывает Т. Ливий, пригласили Эвмена II и через него добились от римского полководца нужного решения (Liv. XXXVII. 17). После переправы римской армии в 190 г. до н. э. в Малую Азию Антиох III предпринял новую попытку мирных переговоров. На совет были приглашены царь Эвмен II и родосские стратеги. Родоссцы соглашались принять мирные предложения сирийского монарха, но Эвмен II очень решительно выступал за продолжение войны. Результатом стал срыв мирных переговоров и возобновление военных действий (Polyb. XXI. 10).
Решающим событием войны с Антиохом III явилась битва при Магнесии у горы Сипил . Под командованием сирийского царя находились огромные силы общей численностью в 70-80 тысяч человек, в том числе 16 тысяч тяжелой пехоты в составе македонской фаланги, 20 тысяч легкой пехоты, 12 тысяч всадников. Антиох III также использовал в битве 54 слона и серпоносные колесницы. Армия римлян и их союзников значительно уступала по численности сирийской и составляла около 30 тысяч человек. Силы пергамского царя, участвовавшие в сражении, не были велики. Эвмен II командовал правым флангом союзного войска и имел 3 тысячи пехотинцев, из них 1 тысячу составляли ахейцы. Под началом пергамского правителя находилось также около 3 тысяч всадников, из них, по Т. Ливию, только 800 выставил Эвмен II (Liv. XXXVII. 39; App. Syr. 31-32.) .
Ярким эпизодом сражения явилось отражение атаки сирийских колесниц, которые должны были нарушить строй союзной армии. По приказу пергамского царя, знакомого с этим родом войск, легковооруженные воины стали расстреливать из луков и забрасывать дротиками возничих и коней, чем и сорвали атаку. После этого Эвмен II успешно нанес удар по левому флангу сирийской армии. Когда же нападением Антиоха III был смят левый фланг союзной армии, Аттал, брат царя, с отрядом всадников совершил рейд с целью выравнять положение. Согласно сведениям Аппиана эта атака не имела большого успеха (App. Syr. 36). Т. Ливий, излагающий ситуацию по-другому, напротив, говорит о том, что Аттал при первом же нападении обратил неприятеля в бегство (Liv. XXXVII. 43). Из двух указанных версий более предпочтительной кажется версия Т. Ливия. Она, очевидно, взята из данных Полибия, более основательных и достоверных.
В дальнейшем, когда ударами римских легионов были смяты наиболее сильные части сирийской армии, в том числе фаланга, в преследовании бежавшего противника большую роль сыграла конница Эвмена II, которая по Т. Ливию, находилась впереди всех конных отрядов (Liv. XXXVII. 43) .
Антиох III понес тяжелые потери. По словам Т. Ливия, он лишился 50 тысяч воинов убитыми, ранеными и пленными. Римляне потеряли около 300 пехотинцев и 24 всадника, а Эвмен II - 25 конных воинов (XXXVII. 44) .
После сражения Антиох III вновь решил возобновить переговоры о мире и направил к союзникам послов. Наши источники указывают, что посланцы сирийского царя Зевксид и Антипатр встретились прежде всего с Эвменом II и, убедившись в его благожелательном отношении к миру, начали переговоры (Polyb. XXI. 16,5-6; Liv. XXXVII. 45). После того как условия договора были определены, послы Антиоха III направились в Рим. Так же поступили Эвмен II и родоссцы, весьма заинтересованные в достижении наилучших для себя условий мира. Тем временем весной 189 г. до н. э. в Эфес прибыл новый консул Гней Манлий Вульсон, на которого сенатом была возложена задача совершить поход против галатов, чтобы обезопасить от их набегов государства и города Малой Азии . В связи с отсутствием пергамского царя помощь консулу оказывал брат Эвмена II Аттал - будущий царь. Последний присоединился к римской армии, имея под командованием 2 тысячи пехотинцев и 800 всадников (Liv. XXXVIII. 12-13). Армия Манлия Вульсона прошла через ряд областей центральной и южной частей Малой Азии, подчиняя города и захватывая добычу. Галаты усиленно готовились к войне: толистоагии и трокмы укрепились на горе Олимп в Мисии, а тектосаги заняли гору Магаба.