Ахилл со своим войском вошел в Александрию. Ни из «Записок о гражданской войне» Цезаря, ни из более поздней «Истории» Диона Кассия мы не узнаем подробно о том, что происходило в городе на первом этапе, но известно, что сам Цезарь вместе с Клеопатрой и Птолемеем XIII оказались в осаде в царском дворце. Цезарю пришлось взять Птолемея XIII под домашний арест, чтобы лишить врагов ключевой фигуры и представить их действия как авантюру преступной банды, а вовсе не как акцию законного государя. Осада дворца внесла существенные перемены в жизнь всех его обитателей, включая Клеопатру. Ночи она проводила с Цезарем, а днем становилась свидетельницей сражений, кипевших на суше и на море. Прямые атаки Ахилла на дворец были отбиты римскими легионерами, искусными в уличных боях. На море в это время решался вопрос «кто кого?». В Большой гавани стояло 72 египетских корабля – численно египетский флот более чем в два раза превосходил флот Цезаря. Ахилл готовился к захвату египетского флота, и, если бы ему это удалось, Цезарь оказался бы окруженным многократно превосходящими силами врага и отрезанным от мира. Но Цезарю удалось опередить Ахилла и захватить флот самому. Это – один из тех случаев, когда жалеешь о лаконизме его «Гражданских войн», предпочитая узнать подробный рассказ об этом событии, который, может быть, услышала от Цезаря Клеопатра вечером того же дня. Нет точных сведений, принимал ли сам полководец участие в этой операции, но известно, что его военные корабли вышли из дворцовой гавани и напали на египетские суда, которые были взяты на абордаж. На стороне египтян было численное превосходство, но они, хотя являлись хорошими моряками, не были готовы к подобной атаке. Но так как у Цезаря не было достаточного количества людей, чтобы распоряжаться всем флотом, он приказал, учитывая остроту ситуации, сжечь захваченные корабли, что и было исполнено. При этом пламя пожара перекинулось на некоторые портовые сооружения, и сгорели привозные книги, предназначенные для библиотеки в Александрии (а не она сама, как иногда ошибочно полагают).
Эта победа Цезаря обеспечила ему и следующую, свидетельницей которой, конечно, была Клеопатра. У входа в Александрийскую гавань высился Фаросский маяк, величайший в мире, который имел стратегическое значение. Как писал сам Цезарь, «из-за узости выхода из гавани корабли не могли войти в нее без согласия тех, кто держал маяк в своих руках». Поэтому он, пользуясь тем, что противник был занят наземными операциями, высадил десант и захватил Фаросский маяк, оставив там гарнизон. В результате он обеспечил себе возможность снабжения войск зерном и доставки подкреплений (см. Цезарь. Записки о гражданских войнах).
Боевые действия на суше не приносили ощутимого результата ни одной из сторон, так как улицы не обеспечивали свободы для маневра. Цезарь тем временем окружил дворцовый район укреплениями и велел соорудить форт у входа в гавань. Между тем во дворце также были враги. Арсиноя, единокровная сестра Клеопатры, терпеть не могла римлян и не хотела примириться с тем, что она все еще не в своей резиденции на Кипре. Арсиное удалось тайно бежать из дворца к Ахиллу, к великой радости последнего, как и всех врагов римлян. Она тут же была провозглашена египетской царицей, после чего начатую ими войну против Цезаря уже нельзя было больше рассматривать как мятеж против законной власти.
Эти события, должно быть, привели Клеопатру в ярость. Однако она могла утешиться, узнав о том, что произошло дальше. У Арсинои был советник, евнух Ганимед, которого она, очевидно, сделала тогда главой импровизированного правительства. Однако тут же возникли разногласия между Ганимедом и Ахиллом, причем группы сторонников того и другого старались подарками и посулами обеспечить поддержку военных. Потин, находившийся во дворце вместе с юным царем, узнав об этой ссоре, тайно отправил своих людей к Ахиллу, обещая свою безусловную поддержку, а также желая сообщить о своем намерении бежать из дворца вместе с юным Птолемеем, чтобы поддержать Ахилла прежде, чем командование перейдет к Арсиное и Ганимеду. Однако благодаря доносу цирюльника Потина его посланцы были схвачены людьми Цезаря. Потин был арестован и казнен, а поскольку он являлся высшим сановником, то Цезарь, вероятно, объявил о его казни от имени Клеопатры, а возможно, и Птолемея XIII.
Следующей жертвой междоусобицы стал Ахилл. Без поддержки своего наставника Потина он не смог контролировать недисциплинированное войско, вскоре потерпел поражение в борьбе с Ганимедом и был убит. Ганимед, возглавивший борьбу с римлянами, действовал активно – пытался сколотить новый флот, заблокировал все дороги, ведущие во дворец, и накачал морской воды в колодцы, которыми пользовались римляне. Но римские солдаты за одну ночь вырыли новые колодцы, а через два дня из Малой Азии в Александрию прибыла долгожданная флотилия с подкреплением.