В 23 июня 47 года до нашей эры появился на свет Птолемей XV Филопатор Филометор Цезарь, известный как Цезарион, последний царь Египта, рождённый от Клеопатры и Юлия Цезаря. В то время Клеопатра формально находилась в браке со своим братом Птолемеем XIV, хотя он был всего 12-летним, и их супружество было скорее политическим договором. Кстати, это уже был второй брак Клеопатры, ранее она вышла замуж за своего другого брата, Птолемея XIII. Тот правил Египтом в течение 4 лет, но был вынужден бежать от римлян и, по официальным данным, погиб, предположительно утонув в Ниле. Второй муж и брат Клеопатры также правил 4 года и скончался вскоре после возвращения Клеопатры из Рима.
Клеопатра встретилась с Цезарем в октябре 48 года до нашей эры, после окончания гражданской войны. Они отметили свою победу, отправившись вместе в путешествие по Нилу на четырехсот кораблях. В апреле следующего года Цезарь был вынужден вернуться в Рим. Летом 46 года до нашей эры Клеопатра прибыла в Рим и поселилась на его вилле за пределами города. Цезарь поставил золотую статую в храме Венеры в её честь. Клеопатра оставалась в Риме до марта 44 года, когда Цезарь был убит, после чего она бежала обратно в Египет. Как римляне, так и египтяне ненавидели её. Римляне видели в ней египетскую женщину, а египтяне считали её предательницей, которая предала свою страну римским захватчикам.
Цезарь официально не признавал Клеопатриного сына своим и не упоминал его в своем завещании. Был ли реально Цезарь отцом этого ребенка? Античные историки имели разные точки зрения на этот вопрос. Плутарх писал, что по слухам Цезарион (как обычно называли Птолемея XV Филопатора Филометора Цезаря римляне) был сыном Цезаря. Светоний упоминал, что секретарь Цезаря, Гай Оппий, написал целую книгу, опровергающую отцовство Цезаря. Сам Светоний ограничился отметкой, что Цезарь разрешил дать сыну Клеопатры свое имя. Марк Антоний заявил в сенате, что Цезарь признал сына, однако, у него были свои собственные интересы в то время. Марк Антоний стремился использовать молодого Цезариона для обоснования своих претензий на власть.
В 44 году до нашей эры трехлетний мальчик Цезарион официально стал со-правителем Клеопатры и королем Египта. В следующем году Марк Антоний одержал победу над Брутом и Кассием в сражении при Филиппах и стал правителем всех восточных провинций Рима. Клеопатра смогла покорить его своим обаянием. Марк Антоний устроился с ней в Александрии, и они провели вместе 13 лет, живя в любви и гармонии. Вскоре у Цезариона появились сводные брат и сестра: Александр Гелиос («Солнце») и Клеопатра Селена («Луна»). В 36 году до нашей эры родился третий ребенок Антония, Птолемей Филадельф. Через два года Антоний и Клеопатра решили разделить свои владения между детьми. Цезарион был признан сыном божественного Цезаря, царем царей и владыкой Египта.
Отмечалось, что Цезарион является законным наследником Цезаря. Антоний отправил доклад о провозглашениях в Александрии в римский сенат, надеясь, что они будут подтверждены. Однако сенат не принял соответствующего решения. Октавиан лучше всего понял послание Антония. Как Цезарь (его полное имя было Гай Юлий Цезарь Октавиан Август), он не желал, чтобы существовал еще один Цезарь, прямой потомок великого полководца и правителя. Это привело к новой гражданской войне, в которой Антоний и Октавиан боролись за власть в Риме. В 31 году до нашей эры флот Антония и Клеопатры потерпел разгромное поражение в битве у мыса Акций. Они побежали в Александрию, а Октавиан отправился в поход на Египет. Когда он осадил столицу, Антоний совершил самоубийство, пронзив себя мечом.
Через несколько дней произошел самоубийство и у Клеопатры. По словам Плутарха: "Цезариона, считавшегося сыном Цезаря, матерь выслала с большой суммой денег через Эфиопию в Индию". Возможно, Цезарион нашел бы там убежище, если бы не доверился своим советникам. Они уговорили Цезариона, что римский правитель желает встретиться с ним и не отнять у него королевство. По словам Плутарха, последнее слово в судьбе Цезариона сказал философ-стоик и учитель Октавиана по имени Арий Дидим, произнеся: "Во множестве цезарей нет блага…". Заманив Цезариона в ловушку, Октавиан отдал приказ убить его, и это было исполнено. Так завершилась жизнь "цезарёнка", который остался без отца еще в малолетнем возрасте и ненадолго пережил свою матерь.