Четверо суток спустя в Египет вошли легионы Цезаря. Ему показали отрубленную голову Помпея. Однако Цезарь, вопреки ожиданиям египтян, надеявшихся, что он будет признателен им за избавление от опасного врага, впал в ярость из-за предательского убийства великого римлянина. Он явно не торопился покидать страну. Ему нужны были деньги — гражданская война стоила дорого. Цезарь заявил, что намерен получить с процентами те 6000 талантов, которые наследники Птолемея остались должны римскому ростовщику Рабирию. И в Александрии его удерживали не страстные чувства к царице Клеопатре, а нужда в деньгах.
Он высадился на берег со всеми знаками достоинства римского консула. Думая, что его войска пришли установить в стране власть Рима, александрийцы восстали. Ситуация делалась всё более опасной, но даже если бы Цезарь отказался от своего намерения получить деньги, он всё равно не сумел бы покинуть Египет — не было попутного ветра, и его корабли оказались заперты в гавани. Цезарь сделал своей ставкой царский дворец и приготовился к обороне.
Вместе с ним были мальчик-царь Птолемей XIII и евнух Пофин. Позднее — к большому неудовольствию последнего — там же оказалась и Клеопатра, сумевшая обмануть бдительность стражи и проникнуть в город и во дворец. Она стала любовницей Цезаря. По этой ли причине или потому, что враждебность Пофина не оставляла ему иного выбора, Цезарь в борьбе за власть в Египте выступил на стороне Клеопатры. Он вынес свой вердикт: Птолемей и Клеопатра правят страной вместе и, исполняя предсмертную волю свою отца, официально сочетаются браком. Птолемей и Пофин на словах покорились его воле, но в конце 48 года Ахиллас (очевидно, по приказу евнуха) двинул на Александрию египетскую армию и осадил дворец. В течение следующих двух месяцев в городе и в гавани «с переменным успехом» шли боевые действия, а во дворце Цезарь, Птолемей, Пофин, Клеопатра и все прочие члены царской семьи оказались в такой ситуации, что как бы держали друг друга под домашним арестом.
Этот узел развязался после того, как Арсиноя, младшая сестра Клеопатры, сумела покинуть дворец, присоединилась к войску Ахилласа и провозгласила царицей Египта себя. Цирюльник Цезаря меж тем сообщил, что всё это сделано с ведома и при участии Пофина. Цезарь, воспользовавшись таким благовидным предлогом, приказал казнить евнуха, а спустя некоторое время позволил Птолемею покинуть дворец. Быть может, он надеялся, что, если часть войска признает мальчика царём, силы противника будут расколоты. Тут как раз из Рима к нему прибыло подкрепление, и римские легионы в битве у озера Мареотис разгромили египтян. Позднее Птолемей XIII был найден на дне Нила — он не смог выплыть из-за тяжести своих золотых доспехов.
Теперь путь к соглашению был расчищен. Цезарь устоял перед искушением аннексии Египта. Можно согласиться с историком Светонием, который видит причины этого в следующем: кто бы ни занял пост римского наместника Египта, он вскоре стал бы так богат и могуществен, что представлял бы серьёзную угрозу центральной власти в Риме. Менее вероятно то, что на его решение повлияла связь с Клеопатрой. Как бы то ни было, он не включил Египет в состав римских провинций, а выдал Клеопатру замуж за её младшего брата, 12-летнего Птолемея XIV, и объявил, что они будут править государством вместе. У мальчика не было столь влиятельного опекуна и защитника, каким был Пофин у его предшественника, и вскоре Клеопатра стала царствовать единолично. Для поддержки её власти или для того, чтобы напомнить, на чём эта власть держится, Цезарь оставил в Александрии три легиона.
Вполне возможно, что Цезарь и Клеопатра в самом деле совершили плавание по Нилу, но относительно сроков этого путешествия среди историков есть разногласия. Существуют мнения, что Цезарь покинул Египет самое малое за две недели до начала битвы при озере Мареотис, и в этом случае легендарный круиз продолжался едва ли больше суток. Ко времени отъезда Цезаря Клеопатра была уже беременна.
Весь следующий год Цезарь вёл войны за пределами Рима, а вернувшись осенью 46 года на родину, устроил четыре «триумфа», самый грандиозный из которых знаменовал победу в александрийской войне. Центральную роль в этом триумфе отвели сестре Клеопатры Арсиное — закованная в цепи, она открывала шествие пленных. Её появление возымело неожиданный эффект: римские граждане возмутились столь жестоким обращением с юной царевной, и этим, вероятно, объясняется то, что Арсиноя, в отличие от других пленных, после триумфа не была казнена — ей позволили найти убежище в храме Артемиды Эфесской.
Вполне возможно, что Клеопатра своими глазами видела это зрелище, ибо точно установлено, что она была в Риме вместе со своим братом-мужем и новорождённым сыном, которого назвала Птолемеем Цезарем (прозвище его было Цезарион), явно давая понять всем, чей это славный отпрыск. Но имени оказалось недостаточно. Цезарь открыто так никогда и не признал своего отцовства, и по сей день считается недоказанным, имеет ли он отношение к его появлению на свет. Известно лишь, что Клеопатра провела в Риме больше года, оставаясь там в качестве гостьи Цезаря вплоть до роковых для него мартовских ид 44 года.
После убийства она немедленно покидает Рим. В июле она уже в Александрии. В сентябре умирает Птолемей XIV. Не существует непреложных доказательств того, что Клеопатра умертвила его, но очиститься от этого подозрения ей не удалось никогда, тем более что она сумела извлечь политическую выгоду из своего нежданного вдовства. В качестве соправителя она возвела сына на престол под именем Птолемея XV Цезаря и тем самым упрочила своё положение, ибо ребёнок — в отличие от так своевременно скончавшегося Птолемея XIV — ещё очень нескоро мог бы реально претендовать на единоличную власть. Кроме того, имея право считаться сыном Цезаря, он становился выгоднейшим политическим партнёром для матери — вместе они могли бы претендовать на наследство убитого римского императора, то есть править всем Средиземноморским миром.
Последующие три года Клеопатра, которой было тогда около 25 лет, занималась делами своей страны. Это было нелегко: Нил ещё дважды «отказывался» орошать прибрежные поля. Тем не менее царице удавалось сохранять спокойствие и в Александрии, и в провинциях.
Дела международные грозили ещё большими опасностями. В Риме за убийством Юлия Цезаря началась череда смут; власть постоянно переходила из рук в руки. Брут и Кассий, убийцы Цезаря, осознав, что не получат поддержки римлян, вскоре после мартовских ид покинули Италию, ища денег и сторонников на восточных рубежах империи. В Риме между Октавием, 19-летним внучатым племянником и приёмным сыном Цезаря, и Марком Антонием, который во время гибели Цезаря был консулом, то есть обладал законным правом на верховную власть, шло острое соперничество, приведшее к очередной вспышке гражданской войны. Но после того как битва за Мутину показала, что силой оружия вопрос не решить, Октавий и Антоний стали действовать заодно, объединились и, призвав Лепида, образовали триумвират. Таким образом друзья Юлия Цезаря получили возможность выступить против его убийц единым фронтом.
К Клеопатре, правившей богатейшим в Восточном Средиземноморье государством, из обоих противоборствующих лагерей неслись призывы о помощи. Благополучие и безопасность Египта снова зависели от того, чью сторону он примет в римской междоусобице, от осмотрительности в выборе союзника. Целый год Клеопатра вела опасную, но сулящую крупный политический куш игру, построенную на проволочках и увёртках. Кассию она сказала, что недород и мор истощили Египет до крайней степени и она не может предоставить ему ни кораблей, ни солдат. Продолжая лгать, она снарядила флот и отправилась якобы на соединение с силами Антония и Октавия. Начался шторм. Царице стало дурно. Корабли легли на обратный курс к Александрии. Скорее всего, Клеопатра вообще не собиралась вести флот к месту назначения. Выходом в море она обозначила поддержку триумвиров, но при этом благоразумно ждала, когда ход военных действий ясно покажет, кто одерживает верх, чтобы уже безоговорочно примкнуть к победителю.
