Уверенные действия Зенобии поддерживал ее наставник и советник, известный греческий философ Кассий Лонгин. В 267–268 годах он обучал царицу греческому языку и литературе, а позже стал ее советником в государственных делах. Возможно, что именно он и убедил Зенобию сделать рискованный шаг — провозгласить независимость Пальмиры от Рима.
Летом 271 года пальмирские войска вошли в Египет, самую большую провинцию Римской империи. В Александрии Зенобия сделала официальное заявление, объявив своего сына царем Восточной империи, а себя царицей Востока. Здесь же, в Александрии, она распрощалась с римской одеждой, поменяв ее на каласирис — наряд, представляющий смесь египетского, персидского и парфянского стилей. Ее стройное сильное тело прекрасно смотрелось в этом длинном свободном одеянии без рукавов и с круглым вырезом. Сверху одевалась накидка, подкладка которой была из золотой парчи. Накидка крепилась золотыми пряжками на плечах и сверху была украшена перьями самцов павлинов. На руках сверкали массивные золотые браслеты, а голова была перевязана золотой лентой, украшенной спереди фигуркой змеи — символом царской власти в Египте.
В Пальмире начали чеканить монеты с изображением Зенобии и ее сына Вабаллата, были установлены статуи Одената и Зенобии. Это был период наибольшей славы пальмирской царицы. Своими смелыми действиями она обратила на себя внимание всего античного мира, встав в один ряд с такими женщинами-правительницами, как легендарная ассирийская царица Семирамида, повелительница Древнего Египта Клеопатра VII, прославленная царица Савская.
К этому времени уже более года Римскую империю возглавлял Аврелиан. Придя к власти весной 270 года, он уже успел навести порядок в самом Риме и справиться с варварами, доставлявшими своими вторжениями кучу хлопот. Пришел черед разобраться с дерзкими выходками Пальмирской державы и Галльской империи. Осенью 271 года Аврелиан планирует во что бы то ни стало вернуть Риму все его восточные провинции.
В начале 272 года в Египет направляется римская армия во главе с опытным полководцем Пробом, которому удается одержать победу над войсками пальмирцев, изгнав их из своей бывшей провинции. Зенобия также проигрывает битву под Антиохией и Эмессой и с остатком войск отступает в Пальмиру. Противник оказался сильнее, опытнее и хитрее.
Подойдя к Пальмире, Аврелиан написал Зенобии письмо, в котором предлагал царице сдаться, обещая сохранить жизнь ей и ее близким. Но полученный ответ был отрицательным.
Переписка ничем, кроме амбициозных высказываний каждого из правителей, не закончилась, и разгневанный и утомленный вереницей войн Аврелиан начинает осаду Пальмиры. Несмотря на храбрость бойцов и военный талант правительницы, город не смог выдержать затянувшейся осады. Зенобия пыталась бежать за помощью к персам, но была окружена конницей римского императора на берегу реки Евфрат и взята в плен. Пальмира была покорена.
Аврелиан сохранил жизнь Зенобии, но не пощадил членов совета, приговорив их к смертной казни. Среди казненных был лучший друг и помощник Зенобии Кассий Лонгин.
Во время первой осады Пальмиры Аврелиан не тронул город, сохранив его сказочную красоту и помпезность. Он расправился с красавицей Пальмирой лишь после своего вынужденного возвращения в нее, когда, едва достигнув Европы, узнал о восстании жителей этого города против назначенного им римского наместника. Мятежники расправились с римскими легионерами и захватили власть в свои руки. Аврелиан жестоко отомстил сторонникам Зенобии. Пальмира была беспощадно разграблена и разрушена.
Зенобию вместе с пленными пальмирцами вывезли в Рим для участия в триумфальном шествии.
В октябре 274 года ничто не могло помешать Риму устроить грандиозное зрелище в честь победителя Аврелиана. Улицы, вдоль которых двигалась процессия, были заполнены ликующими римлянами, ожидавшими интересного представления.
В самом начале шествия демонстрировались дикие животные, привезенные из Ливии, Палестины и других стран. Вели слонов, жирафов, львов, тигров, лосей. Следом за ними двигались повозки с сокровищами, доставленными из храма Бела, одного из самых красивых и величественных сооружений Пальмиры. Народ восторгался богатством завоеванной добычи. Драгоценные вещи и металлы, сосуды с золотыми и серебряными монетами наполняли повозки. Шествие продолжали несколько сотен гладиаторов из побежденных персов, готов, сарацинов, аланов, сарматов и других народов. Особой гордостью императора были знатные пленники, шедшие за гладиаторами. Среди них — влиятельные жители Пальмиры, свергнутый император Галлии Тетрик с сыном и пальмирская царица.