Cleopatra và người em trai Ptolemaios XIII đã lên ngôi với tư cách là những người đồng cai trị, nhưng một sự bất đồng giữa họ đã dẫn đến việc nổ ra một cuộc nội chiến. Cleopatra đã chạy trốn tới tỉnh Syria thuộc La Mã một thời gian ngắn vào năm 48 TCN, nhưng đã quay trở lại ngay trong năm đó cùng với một đạo quân để đối đầu với Ptolemaios XIII. Vì là một nhà nước chư hầu của La Mã, chính khách La Mã Pompey Vĩ đại đã lên kế hoạch dùng Ai Cập làm nơi trú ẩn của ông ta sau khi thua trận Pharsalus ở Hy Lạp vào năm 48 TCN trước đối thủ của mình là Julius Caesar trong cuộc nội chiến của Caesar. Tuy nhiên, Ptolemaios XIII đã sát hại Pompey tại Pelousion và gửi thủ cấp của ông tới chỗ Caesar, ông ta đã chiếm đóng Alexandria trong lúc truy đuổi Pompey. Với thẩm quyền của mình là một chấp chính quan của Cộng hòa La Mã, Caesar đã cố gắng để hòa giải Ptolemaios XIII với Cleopatra. Tuy nhiên, viên cố vấn trưởng của Ptolemaios XIII, Potheinos đã xem những điều kiện của Caesar như là sự ủng hộ dành cho Cleopatra, vì thế quân đội của ông ta, mà sau cùng đã nằm dưới sự kiểm soát của người em gái của Cleopatra là Arsinoe IV, đã vây hãm Caesar cùng Cleopatra trong cung điện. Cuộc vây hãm này chấm dứt khi lực lượng tiếp viện của Caesar tới nơi vào đầu năm 47 TCN và Ptolemaios XIII đã qua đời một thời gian ngắn sau đó trong Trận sông Nil. Arsinoe IV sau cùng đã bị lưu đày tới Ephesus và Caesar, lúc này đã được bầu làm độc tài, tuyên bố rằng Cleopatra và người em trai của bà Ptolemaios XIV là những người đồng trị vì của Ai Cập. Tuy nhiên, Caesar đã duy trì một mối quan hệ tình ái bí mật với Cleopatra, bà đã sinh ra một người con trai, Caesarion (tức là Ptolemaios XV), trước khi ông ta rời Alexandria để quay về Rome.