在帝國一大憂患哥德人被擊敗後，奥勒良則是開始著手「修復」破碎不堪的羅馬帝國。
而他要修復的首要目標，就是位於東方虎視眈眈的芝諾比亞與她的帕米拉帝國。因為當時芝諾比亞已開始著手切斷羅馬的糧食供給，繼續容忍等同於坐視帝國覆滅。
奥勒良與羅馬軍團從小亞細亞進發，一路輕鬆地攻下缺乏防備的東方都市。傳說中奥勒良在行軍的過程中夢到了自己相當尊敬的大哲人阿波羅尼烏斯，而哲人則是請求皇帝對他的故鄉提亞納網開一面，不要趕盡殺絕。
皇帝允諾，之後在攻下提亞納時便從寬處置，並未對城市的反抗做出報復，提亞納的例子讓許多仍在芝諾比亞統治下的城市爭相效仿，紛紛主動開城避免血光之災。而芝諾比亞則是將軍隊撤離小亞細亞，集中至敘利亞為決戰進行準備。
在行軍了半年後，奧勒良與芝諾比亞的軍隊在安條克近郊正式對壘。儘管帕米拉軍隊佔有地利之便，但奧勒良老練的軍事手腕彌補了這一點。
在戰場上，以重裝騎兵為主力的帕米拉軍隊看似輕易的擊敗了羅馬的輕騎兵部隊，芝諾比亞的軍事統帥札布達斯為了追求戰果下令部隊立刻追擊，卻沒想到這正是奧勒良誘敵深追的計略。
在中東的艷陽下，帕米拉重騎兵很快的筋疲力盡，反而被羅馬軍隊反擊導致大敗。奧勒良之後又故技重施，在現今的荷姆斯近郊以持棍的步兵攻擊馬腳的方式大敗追擊過深的帕米拉重騎兵。接連兩次大敗讓芝諾比亞的軍隊再也沒有反擊之力，女王只能撤回帕米拉城中固守。
這下就輪到奧勒良頭痛了。帕米拉是一座綠洲城市，四周被沙漠圍繞。儘管羅馬軍隊將帕米拉團團包圍，但起初難以得到補給的卻是身處沙漠之中的羅馬軍團，而非固守於綠洲之中的芝諾比亞。
再加上周遭效忠於芝諾比亞的貝都因人不時前來劫掠糧草，種種原因讓奧勒良原先順利的東征碰上了苦頭，他自身甚至差點因冷箭而死。
久攻不下的奧勒良曾寄信給籠城中的芝諾比亞，表示願意保證其家族與城市完好無缺以換取對方的投降，但卻反被芝諾比亞反諷了一番，並舉了克麗奧佩脫拉七世的例子誓言絕不投降。
而遠在天邊的安逸羅馬也傳來了訕笑，認為皇帝連一個女人都無法順利征服，這讓奧勒良不得不替寫信自己和他的敵手辯護：
「事實上，敵人所擁有的實力根本就和一個男人開戰沒兩樣，而恐懼與罪惡感讓她成為了更加棘手的敵人……」
在另一封給元老院的信件則是如此寫著：
「他們根本不知道她是什麼樣的女人……她的決策是何等聰慧、計畫是何等堅定、用兵是何等果決、必要時是何等慷慨、所要求的紀律又是何等嚴厲……」
奧勒良忍辱負重，繼續在嚴困的環境中圍困帕米拉城，最終還是讓他等到了城中接近彈盡糧絕的那天。芝諾比亞騎乘駱駝逃出城外，嘗試前往波斯求援。但是她在中途被羅馬軍隊攔截，女王在成功橫渡幼發拉底河前就淪為羅馬的階下囚。
