パルミラ帝国
272年、アウレリアヌスはボスポラス海峡を渡って急速に小アジアを進軍していった。またマルクス・アウレリウス・プロブス率いる別動隊がエジプトを再征服したが、ゼノビアはシリアを防衛するためにパルミラ軍を撤退させていたため、軍事行動は必ずしも必要ではなかったと指摘されている。アウレリアヌスはまずティアナまで進んだ。ここまでアウレリアヌスは抵抗した都市をすべて破壊していたが、このティアナ包囲戦の際、夢に彼が尊敬する大哲学者ティアナのアポロニオスが現れたため、ティアナの破壊は思いとどまったという伝説がある。アポロニオスは「アウレリアヌスよ、もしそなたが統治を望むなら、無辜の者の血を流すのは控えよ。もしそなたが征服者たらんとするなら、慈悲深くあれ!」と諭したのだという。理由が何であれ、ともかくもアウレリアヌスはティアナを救い、賠償金で済ませた。復讐を恐れていた諸都市は、これを見て次々とアウレリアヌスに降伏していった。
アウレリアヌスはイッソスからアンティオキアに向かう途中のインマエの戦いでゼノビアの軍を破った。ゼノビアはまずアンティオキアへ撤退し、次いでエメサに逃れた。
ゼノビアらがローマ帝国に反抗した根本的な原因については、論争が交わされている。パルミラの台頭とゼノビアの反乱について語るとき、多くの場合歴史家たちは文化的、民族的、社会的な側面から解釈しようとしている。アンドレアス・アルフェルディは、この反乱は完全なるローマに対する民族的反抗であるとしている。イルファン・シャヒードは、ゼノビアの反乱が正統カリフ時代のアラブ人の勢力拡大に先んじた汎アラブ運動であったと考えている。この意見はフランツ・アルトハイムによって紹介され、フィリップ・ヒッティをはじめアラブ人・シリア人学者の間でほぼ共通した見解となっている。一方でマーク・ホウィットウは、このような民族を基にした解釈を否定し、当時のローマが弱体化し、パルミラをペルシアから防衛することができなくなっていたことに対する反応であった点を強調している。ウォーウィック・ボールは、この反乱がパルミラの独立にとどまらずローマ帝位を狙ったものだったとみている。ウァバッラトゥスの碑文には、ローマ皇帝のような様式がみられる。ボールは、ゼノビアとウァバッラトゥスはローマ帝位簒奪者であり、かつてシリアで力を蓄え帝位を獲得したウェスパシアヌスと似たような計画を抱いていた、としている。
クラウディウス・ゴティクス帝治下の270年春、ゼノビアはタヌーフ族平定に向けた遠征軍を派遣した。これを率いるのは彼女の将軍セプティミウス・ザッバイとセプティムス・ザブダスであった。
ザブダスはアラビア属州の首都ボストラを略奪破壊し、ローマ帝国の総督を殺害し、さらに南進して属州支配を確固たるものとした。中世ペルシアの地理学者イブン・フルダーズベは、ゼノビアが自らドゥーマト・アッ=ジャンダルの城を攻撃したものの攻め落とせなかった、としている。ただしフルダーズベは、ゼノビアを半伝説的なアラブ人の女王アル=ザッバーと混同している節がある。
270年10月、7万人のパルミラ軍がローマ領エジプトに侵攻して征服し、ゼノビアはエジプト女王を名乗った。ローマ帝国の長官テナギノ・プロブスは11月に一旦アレクサンドリアを奪回したものの、再侵攻してきたパルミラ軍に敗れてバビロンに逃れ、またそこで包囲されザブダスに攻め殺された。ザブダスはさらに南進して、エジプト全土を支配下に収めた(パルミラのエジプト征服)。その後271年、ザッバイが小アジアに侵攻した。同年春からはザブダスもこの遠征に合流した。パルミラ軍はガラティアを服属させ、アンカラを征服し、パルミラの最大版図を現出した。しかし彼らはカルケドンの攻略には失敗した。
パルミラの征服事業は、あくまでもローマ帝国への従属の意思を見せることで許されていた。ゼノビアは硬貨を鋳造する際に、王としてウァバッラトゥスを描かせるとともにクラウディウス・ゴティクスの後継者アウレリアヌスの名前を並べており、アウレリアヌスもパルミラの硬貨鋳造と王号の使用を容認していた。ところが271年の末、ウァバッラトゥスとゼノビアは皇帝(アウグストゥス)の称号をも名乗り始めた。