На следующий день готы подступили к стенам Рима всей своей массой и в шести пунктах занялись устройством укрепленных лагерей на левой стороне Тибра. Огромная линия стен Рима, как их создал еще имп. Аврелиан, не позволяла им обложить город со всех сторон. Чтобы обеспечить свои позиции от возможности нападения со стороны Мульвийского моста и обеспечить сообщение с севером, они соорудили седьмой лагерь на правом берегу реки. В стене, окружавшей Рим, было 14 больших ворот, не считая малых. Велизарий назначил особых командиров для каждых ворот и взял на себя самую слабую часть стены близ Пинциевых ворот (Monte Pincio). Готы испортили все 14 водопроводов, которые с давних пор богато снабжали город водой. Население обречено было довольствоваться водой Тибра и колодцами, и стало испытывать тяжкие лишения. Все роскошные термы, дар прежних императоров населению столицы мира, бездействовали. Перестали работать и мельницы на Яникуле, где сила падения воды служила двигателем колес. Это последнее затруднение Велизарий устранил тем, что устроил плавучие мельницы на баржах на Тибре. Готы стали пускать бревна по течению реки, чтобы испортить ими колеса. Тогда через Тибр была протянута цепь, которая задерживала то, что несла река. Зная по недавнему опыту, как исавры проникли в Неаполь, Велизарий позаботился тщательно замуровать каналы во всех остатках водопроводов в пределах города.
Распределившись вокруг Рима и укрепив занятые позиции, готы принялись строить осадные башни. На 18-й день после обложения Рима Витигес назначил приступ по всей линии укреплений, кроме Ватикана с его святыней, храмом Петра, уважение к которому было традицией еще старых времен Алариха. Готы шли густыми массами и подвозили свои башни на волах. Велизарий сделал строгое распоряжение, чтобы никто не смел стрелять ни из лука, ни из расставленных на стенах метательных орудий, пока он сам не даст сигнала. Когда готы приблизились на расстояние полета стрелы к той башне, где находился Велизарий, он выстрелил из лука и пробил шею предводителю отряда; другая стрела столь же удачно поразила другого. Затем он дал сигнал, и стрельба открылась по всей линии штурма. Быки, тащившие башни и тараны, были перебиты, и орудия готов встали на месте. Остановка орудий и большая потеря в людях вызвали замешательство. Попытки штурма в разных местах встречали смелый отпор и повсюду были отбиты. Особенным ожесточением отличался приступ в том месте стены, где в нее вошел еще во время сооружения стен при имп. Аврелиане мавзолей Адриана, превращенный в бастион. В решительную минуту защитники опрокинули на готов мраморную квадригу, стоявшую наверху этого великолепного сооружения. Блоки мрамора, на которые распались изваяния, передавили множество людей и остановили задор нападавших. Выждав удобный момент, Велизарий сделал смелую вылазку через Саларские ворота и поджег стоявшие на месте осадные башни готов. Попытки штурма возобновлялись до самого вечера, и кровопролитие прекратила наступившая темнота. В Риме всю ночь шло ликование, а готы подбирали своих убитых и подавали помощь раненым. Ссылаясь на показания самих готов, Прокопий утверждает, что их потери были огромны: 30 тысяч человек убитых и еще больше раненых.[268] В гордом сознании победы Велизарий написал императору письмо, в котором сообщал о блестящем успехе и заявлял, что пока он жив, Рим не будет во власти готов.[269]
Так как осада грозила затянуться надолго, то Велизарий старался уменьшить численность населения в Риме. Он распорядился, чтобы жители отсылали в Неаполь свои семейства, а солдаты — лишнюю прислугу. Пути сообщения с югом не были отрезаны, и огромное множество народа двинулось по Аппиевой дороге, а многие уехали морем. Оставшееся в городе рабочее население, для которого прекратились все промыслы, он принимал на службу за жалованье для охраны стен и, давая жителям пропитание, усилил тем самым количество защитников. Готы не нападали на уходивших из Рима жителей. Принимая самые тщательные меры охраны, Велизарий перековывал два раза в месяц ключи городских ворот, менял стражу, проверял по ночам караулы на стенах через верных людей и высылал по ночам за стены сторожевые посты, пользуясь для этой службы преимущественно маврами. Тягости, которые терпело от осады население, вызывали жалобы и неудовольствия, и, опасаясь измены, Велизарий арестовал некоторых видных граждан, заподозрив их в сношениях с готами. В числе подозреваемых оказался папа Сильверий. Он был вызван во дворец, арестован, лишен сана и отослан в Константинополь. В отношении папы этот образ действий имел другую причину, и обвинение в сношениях с готами было только предлогом: император имел в ту пору другого кандидата на папский престол.