Vào năm 58 TCN Cleopatra có thể đã đi cùng với người cha của bà Ptolemaios XII khi ông phải sống lưu vong ở Roma sau một cuộc nổi loạn ở Ai Cập mà đã cho phép người con gái đầu lòng của ông Berenice IV lên ngôi vương. Berenice đã bị giết vào năm 55 TCN khi Ptolemaios XII quay trở lại Ai Cập cùng với sự hỗ trợ quân sự từ người La Mã. Khi Ptolemaios XII qua đời vào năm 51 TCN, Cleopatra và em trai bà là Ptolemaios XIII đã lên ngôi với tư cách là những người đồng trị vì, nhưng sự bất đồng giữa họ đã khiến một cuộc nội chiến nổ ra. Sau khi thất bại trong trận Pharsalus (48 TCN) ở Hy Lạp trước kình địch Julius Caesar (quan chấp chính và độc tài La Mã) trong cuộc nội chiến của Caesar, chính khách La Mã Pompey đã bỏ chạy tới Ai Cập. Dù Pompey từng là đồng minh của Ptolemaios XIII, nhưng vị vua này lại nghe theo lời của hoạn quan hạ sát Pompey trước khi Caesar đến nơi và chiếm đóng thành Alexandria. Caesar đã cố gắng để hòa giải Ptolemaios XIII với Cleopatra nhưng viên cố vấn trưởng của Ptolemaios XIII, Potheinos đã xem những điều kiện mà Caesar đã đưa ra như là sự ủng hộ dành cho Cleopatra, nên đã đem quân bản bộ 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. Em gái ông là Arsinoe IV đã bị lưu đày tới Ephesus vì vai trò của mình trong trong cuộc bao vây. Caesar tuyên bố Cleopatra cùng em trai là Ptolemaios XIV trở thành những người đồng trị vì của Ai Cập, nhưng vẫn duy trì một mối quan hệ tình ái bí mật với Cleopatra và đã có cùng bà một người con trai tên là Caesarion. Cleopatra sau đó tới Roma như là một Nữ vương chư hầu vào năm 46 và 44 TCN, bà đã ở tại trang viên của Caesar trong khoảng thời gian này. Sau cái chết của Caesar và Ptolemaios XIV (do bà chủ mưu) vào năm 44 TCN, Cleopatra đã tấn phong con mình là Caesarion làm vua đồng cai trị.