О подробностях той ночи история умалчивает, но уже на следующий день Цезарь объявил Птолемею, что он должен помириться с сестрой и разделить с нею власть. Обманутый в своих ожиданиях, царь сорвал с головы корону, бросил ее на пол и с криками «Меня предали! К оружию!» выбежал из дворца. Недовольные присутствием римлян, подстрекаемые Потином александрийцы словно только и ждали этого призыва. Вспыхнул мятеж, очень быстро переросший в настоящую войну, названную впоследствии Александрийской. Всю зиму 48/47 г. до н. э. римский отряд во главе с Цезарем выдерживал осаду в резиденции египетских царей. Опасаясь, что его флот, блокированный в гавани, может достаться врагу, полководец приказал поджечь его. Огонь перекинулся на берег, уничтожив множество зданий, тогда же серьезно пострадала городская библиотека. Когда прибыло подкрепление, Цезарь разбил восставших и египетскую армию: Птолемей Дионис утонул во время бегства, Потин погиб, а Арсиноя, младшая сестра Клеопатры, выступавшая на стороне мятежников, была пленена, а затем выслана за пределы страны.
По праву победителя Юлий Цезарь мог объявить Египет римской провинцией, но вместо этого посадил на трон Клеопатру, обязав, однако, в угоду местным обычаям, а также во избежание лишних разговоров и недовольства, взять в мужья и соправители другого брата, Птолемея XIII Неотероса, который был на два года младше предыдущего царя. Брак этот, как и якобы совместное правление, был фиктивным. По сути, Клеопатра стала возлюбленной римского полководца и, если верить словам одного из античных авторов, «сохранила верность ему и всегда оставалась в его ставке». Умная, сладкоголосая, специально обученная искусству любви египетская царица оказалась той женщиной, расстаться с которой никак не решался даже весьма искушенный в амурных делах Цезарь. Уже давно неотложные дела требовали его непременного присутствия в Риме, а он все медлил с отъездом. Время проходило в пирах и увеселениях, на корабле с богатыми покоями римлянин готов был проплыть через весь Египет до самой Эфиопии — Клеопатра мечтала показать своему покровителю все красоты любимой родины, — если бы войско не отказалось за ним следовать (по другим сведениям, это путешествие все же состоялось). Лишь грозные вести с востока о нападении на римские владения боспорско-понтийского царя Фарнака заставили Цезаря вспомнить, что он воин не только на любовном фронте. Оставив в Египте три легиона — «защищать нашей военной силой царей, сохраняющих верность нам, а в случае их неблагодарности той же военной силой карать их», как писал античный историк, — Цезарь покинул Александрию.
Летом 47 г. до н. э. Клеопатра родила 53-летнему Цезарю, не имевшему законных наследников, своего первого ребенка — сына, и назвала его Птолемеем Цезарем, добавив к этому имени еще два титула: Филопатор и Филометор («Любящий отца» и «Любящий мать»). Александрийцы, а позднее и римляне называли его насмешливо: Цезарион («Цезаренок», «Цезареныш»). Подобно величайшим царям древности, мальчик был торжественно объявлен сыном вселенского бога Амона-Ра, который вошел в покои царицы в облике римского полководца и наградил своего отпрыска «жизнью, здравием, благополучием, миллионами лет на престоле Хора». Сама царица провозгласила себя новым явлением богини Изиды, родившей земле Хора — властителя, ниспосланного стране солнечным божеством…
Тем временем Цезарь одержал ряд блестящих побед и весной 46 г. до н. э. возвратился в Рим, пригласив туда же Клеопатру стать свидетельницей своего триумфа. Ее путешествие в Вечный город поэт того времени назвал «паломничеством любви и смерти». Горожане ахнули, увидев кортеж чужеземной царицы: колесницы, сверкающие золотом, черная река рабов-нубийцев, ручные газели, антилопы и гепарды. «Египетская богиня» в царских одеждах со священной золотой змеей на лбу, а также ее блистательный двор и окружение — выдающиеся музыканты, философы и художники — одновременно восхитили и вызвали зависть римских матрон, которым подобная роскошь и просвещенность показались слишком вызывающими.
Цезарь, накануне провозглашенный диктатором и заменивший собственное имя Гай на титул императора, поселил гостью на роскошной окруженной садами вилле на правом берегу Тибра, и этот уютный уголок царица почти не покидала в течение всего пребывания в Риме, принимая с наступлением темноты в своих покоях возлюбленного. Как ни мудр, ни дальновиден был император Юлий Цезарь, но, ослепленный любовью и практически безграничной властью, он стал неосмотрителен. Маловероятно, что приближенные не предостерегали его: роман с египетской царицей зашел слишком далеко и добром не закончится — диктатор ничего не желал видеть и слышать. Был подготовлен законопроект, по которому Цезарю (имевшему, кстати, супругу — Кальпурнию, происходившую из знатного патрицианского рода) позволялось иметь несколько жен, как это принято у властителей Востока. Поползли слухи о стремлении его к царской власти, о намерении провозгласить наследником сына Клеопатры, а столицу из Вечного города перенести в Александрию. В обществе, особенно в республиканских кругах, назревало недовольство. В Риме никто не придавал значения тому, сколько любовниц имел Цезарь, однако столь явно выказанные намерения относительно египтянки наносили оскорбление Республике. Когда же в храме Венеры на Капитолии, согласно древней египетской традиции, была поставлена золотая статуя царицы в облике богини Изиды и ей воздали божественные почести, к оскорблению народа добавилось оскорбление богов. Наиболее убежденные и решительные из носителей республиканских и национальных идей пошли на соглашение друг с другом и решили умертвить диктатора. Организаторами заговора были Кассий и Марк Юний Брут, а идейным вдохновителем — Марк Туллий Цицерон. 15 марта 44 до н. э. на заседании сената заговорщики набросились на императора с кинжалами. Согласно легенде, увидев среди убийц Брута, которого он считал своим близким другом, Цезарь воскликнул: «И ты, Брут!» — перестал сопротивляться и упал к подножию статуи Помпея.
Убийство Цезаря означало для Клеопатры крушение всех надежд. Она срочно покинула Рим, получив напоследок неприятное известие: своим наследником Цезарь назначил внучатого племянника, девятнадцатилетнего Гая Октавия (будущего Октавиана Августа), усыновленного им в завещании, о Цезарионе же не было сказано ни слова.
Вернувшись в Александрию, Клеопатра проявила себя как мудрый правитель и мужественная женщина. Она ликвидировала римские займы и реформировала налоговую и денежную системы. Дошедшие до нас распоряжения царицы говорят о попытках оградить население от незаконных поборов и требований чиновников. Большое внимание уделялось сельскому хозяйству. В течение нескольких лет Египет из разоренной податями второстепенной державы превратился в богатую и могущественную страну. Тем не менее народ относился к правительнице по-разному. Не будучи популярной в Александрии, она пользовалась поддержкой старых египетских жрецов и местного населения, особенно в Верхнем Египте. Это и не удивительно. Имея македонские, греческие и иранские корни, Клеопатра вела себя как преемница фараонов, постигала прошлое своей страны, знала «божественные слова» — ее старинный язык, и всячески демонстрировала единение с древними богами и владыками. Она восстановила обряд коронования в Мемфисе, построила храм в Гермонтисе; статуя ее в виде богини Хатор красовалась в храме в Дендере.
В 43 г. до н. э., накануне своего совершеннолетия, умер Птолемей XIII. Поговаривали, что супруга-сестра его отравила, но дальше слухов дело не пошло, и Клеопатра продолжала царствовать, сделав соправителем малолетнего Цезариона. К этому времени политические разногласия в Риме между приверженцами и убийцами Цезаря завершились образованием триумвирата: Антоний, Октавиан и Лепид после победы над Кассием и Брутом разделили между собой империю. Марк Антоний, родственник и воспитанник покойного диктатора, отбыл на восток, в город Таре в Киликии (юг современной Центральной Турции), оставляя запад Октавиану. Вскоре Клеопатра принимала послов, прибывших с повелением явиться к новому владыке азиатских провинций Рима для разбирательств по поводу возводимых на нее обвинений в поддержке Кассия. Однако царица не спешила с отъездом. Женщина «до мозга костей», она быстро поняла, с кем имеет дело. Талантливый полководец, храбрец и виртуоз на поле боя, Антоний был и оставался грубым солдафоном: недостаточно образован, в политике — недалек, в желаниях — неумерен, к тому же хвастун и честолюбец. Все это Клеопатра, знаток человеческой природы, несомненно приняла во внимание, готовясь к назначенной встрече. Если Антоний называл себя в греческих городах Малой Азии «новым Дионисом», то и царица предстала перед ним как новая Афродита.