خلیفه عمر تا سال ۶۳۸ سال‌ها نگران خالد بود، به‌ویژه اینکه نبوغ شخصی و پیروزی‌های مداوم او مسلمانان را وسوسه می‌کرد که به جای خدا او را بپرستند. بنابراین، وقتی عمر گزارش‌هایی از ولخرجی فرمانده‌اش دریافت کرد، از آن بهانه‌ای برای عزل شمشیر اسلام از سمتش و آوردن او به مدینه استفاده کرد. وقتی این دو مرد روبروی هم قرار گرفتند، خلیفه این کلمات را گفت: "تو انجام دادی، و هیچ کس همانطور که تو انجام دادی انجام نداده است. اما این مردم نیستند که انجام می‌دهند؛ این خداست که انجام می‌دهد." پس از این، خالد عربستان را به مقصد قنسرین ترک کرد، جایی که فقط چهار سال ناراحت و بی‌حاشیه دیگر زندگی کرد قبل از آنکه سرانجام در ۶۴۲ درگذشت.
همانطور که فاتح شکست‌ناپذیر صدها درگیری داستان ما را ترک می‌کند، یک فرمانده جسور اما از نظر تاریخی ناشناخته عرب دیگر وارد کانون توجه می‌شود. او عمرو بن عاص چهل‌وهشت‌ساله بود که در نبردهای اجنادین، یرموک و بسیاری دیگر ممتاز شد. وقتی ابوعبیده مناطق فتح‌شده را به زیردستانش اختصاص داد، عمرو تمام فلسطین را دریافت کرد. هنگام حرکت به این منطقه، او تسلیم غزه و چند پادگان رومی دیگر را که پس از سقوط اورشلیم تسخیرنشده باقی مانده بودند، تحمیل کرد.
در اوایل ۶۳۹، طاعون به سرعت در سراسر شام گسترش یافت. اعراب که به دلیل سبک زندگی عشایری به این نوع بیماری وحشتناک عادت نداشتند، هزاران نفر مردند، از جمله فرماندهان یزید، شرحبیل و خود ابوعبیده.
شایان ذکر است که پس از مرگ یزید، برادر کوچکترش معاویه بن ابوسفیان به جای او به عنوان فرماندار منصوب شد. عمرو که زنده مانده بود، فرماندهی ارتش را به عهده گرفت و این به او فرصت طلایی داد تا ایده‌ای را به خلیفه پیشنهاد دهد: عمرو که در طول زندگی خود چندین بار از اسکندریه دیدن کرده بود، به خوبی از رونق منطقه نیل آگاه بود و معتقد بود فتح آن آسان خواهد بود. فرمانده جدید برنامه خود را برای تصرف مصر رومی به نام اسلام ارائه کرد و با اطمینان به خلیفه اعلام کرد: "این ثروتمندترین سرزمین‌ها و ضعیف‌ترین در دفاع از خود است!" اگرچه عمر که پس از سال‌ها جنگ و طاعون بی‌امان می‌خواست دستاوردهای مسلمانان را تحکیم بخشد، در ابتدا تمایلی نداشت و معتقد بود عمرو کار را دست کم گرفته است، اما فصاحت و پافشاری او در نهایت خلیفه را وادار به تسلیم کرد.
عمرو با محدودیت به تنها ۴۰۰۰ نیرو، عمدتاً سواره‌نظام، همان شب از جابیه در کمال مخفی‌کاری حرکت کرد، به شرطی که اگر دستور بازگشت قبل از ورود به مصر به او رسید، عقب‌نشینی کند. با این حال، اگر ارتش عمرو هنگام دریافت این دستورات در داخل مصر بود، می‌توانست به پیشروی ادامه دهد. عمر که تقریباً بلافاصله متقاعد شده بود که این لشکرکشی بسیار پرخطر است، یک سوارکار شتر را با نامه‌ای مهرشده به سوی عمرو فرستاد و به او دستور داد عقب‌نشینی کند. وقتی این نامه به ژنرال در رفح، در فاصله چند مایلی مصر رسید، عمرو فهمید که این نامه لشکرکشی او را حتی قبل از شروع محکوم به شکست می‌کند. بنابراین، عمرو پیام را باز نکرد و به مصر وارد شد و تنها پس از آن نامه را گشود و از آنجا که ارتش هنگام آشکار شدن دستورات عمر در مصر بود، عمرو استدلال کرد که می‌تواند به پیشروی ادامه دهد.
استان بی‌زمان قدرت و ثروت به‌طور باورنکردنی آسیب‌پذیر بود، سال‌ها سستی نظامی آن را تضعیف کرده بود و تفاوت‌های فرهنگی و مذهبی دیرینه آن را از مقامات امپراتوری در قسطنطنیه بیگانه کرده بود. عامل اصلی این بود که قبطی‌ها - جمعیت بومی مصر - به شکلی از مسیحیت متفاوت از امپراتوری پایبند بودند. به ویژه امپراتور هراکلیوس هرگونه بدعت‌گذار را به گونه‌ای آزار می‌داد که تفرقه مذهبی اجتناب‌ناپذیر بود.
مقامات رومی در اسکندریه از حضور عمرو مطلع شدند و با بسیج نیروها و اعزام برخی از آن‌ها برای تقویت پلوزیوم - "کلید مصر" - پاسخ دادند. ارتش کوچک خلافت از کهنه‌سربازان که در اواخر دسامبر ۶۳۹ از عریش حرکت کرده بود، به زودی به پلوزیوم رسید و آن را از خشکی محاصره کرد. با این حال، برتری دریایی روم به این معنی بود که پادگان شهر می‌توانست تقویت و تدارک شود و این به محاصره‌ای دو ماهه منجر شد که تنها در اواسط فوریه ۶۴۰، زمانی که مسلمانان یک حمله را دفع کردند و به شهر یورش بردند، به پایان رسید.
پس از تصرف پلوزیوم، عمرو که باعث هشدار و حیرت دولت اسکندریه شده بود، بدون مقاومت در امتداد حاشیه شرقی دلتای نیل پیشروی کرد تا به ارگ بلبیس رسید. مدافعان به مدت یک ماه در محاصره مقاومت کردند و به رومیان زمان دادند تا نیروهای خود را جابجا کنند. سایروس، فرماندار مصر و پاتریارک اسکندریه، که آگاه بود ۴۰۰۰ عرب مهاجم قصد رسیدن به منطقه ممفیس را دارند، ارتش ۲۰۰۰۰ نفری را برای تقویت دژ مجاور به نام بابل اعزام کرد.
بابل که تحت فرماندهی آگوستالیس تئودوروس بود و ۵۰۰۰ سرباز در آن مستقر بودند، یکی از قوی‌ترین دژهای دفاعی نیل بود که در برخی نقاط ۶۰ فوت ارتفاع و دیوارهایی به ضخامت شش فوت داشت. تا زمانی که عمرو در بهار ۶۴۰ مدافعان بلبیس را با گرسنگی وادار به تسلیم کرد، رومیان برای حمله اجتناب‌ناپذیر او آماده بودند.
مسلمانان با دور زدن هلیوپولیس در سمت چپ خود، در ماه مه به خارج از بابل رسیدند. به دلیل وسعت زیاد، تنها بخشی از ارتش تئودوروس بر باروها مستقر بودند، در حالی که بیشتر آن‌ها خارج از دیوار شمالی دژ اردو زده بودند و توسط یک خندق عمیق قوسی‌شکل محافظت می‌شدند. میخ‌هایی در جلو و بخش‌های حفرنشده در اطراف محوطه به عنوان نقاط حمله، این حفاظت ثانویه را بیشتر تقویت می‌کردند.
کوتاه‌زمانی پس از رسیدن و مشاهده قدرت رومیان مستقر در بابل، عمرو ۴۰۰۰ نیروی خود را مستقیماً به سوی واحدهای رومی در مقابل خندق گسیل داشت. پس از یک درگیری سخت، مسلمانان با نسبتاً آسانی دفع شدند و در نهایت اقدام به برپایی اردوگاه کردند.
عمرو با مشاهده اینکه برنامه او برای نگه داشتن تئودوروس در موضع دفاعی نتیجه می‌دهد، روزانه به مواضع رومیان در امتداد خندق یورش می‌برد. علاوه بر این، برای پنهان کردن کوچک بودن نیروهایش، فرمانده مسلمان آن‌ها را تقسیم و در منطقه وسیعی پخش کرد. این وضعیت به مدت دو ماه ادامه یافت - مسلمانان به طور مداوم به مواضع رومیان حمله می‌کردند و رومیان پشت خندق سنگر گرفته بودند، احتمالاً با این باور که می‌توانند بدون جنگ پیروز شوند.
تا ژوئیه، هیچ فرصتی برای کسب پیروزی قطعی برای عمرو و مردانش که به آرامی خسته می‌شدند، ظاهر نشد. بنابراین، عمرو که این احتمال را به پس‌زمینه ذهن خود رانده بود، به خلیفه نامه نوشت و تقاضای نیروی کمکی کرد. عمر به جای سرزنش ژنرال بیش از حد خوشبین خود، ۴۰۰۰ نیروی کمکی را برای به پایان رساندن کارزار بسیج و اعزام کرد که چند هفته بعد به عمرو رسیدند.
با این نیروهای جدید، حملات مسلمانان به بابل با قدرت بیشتری از سر گرفته شد و تعداد زیادی از سربازان رومی را کشت، اما نتوانست مقاومت دژ را در هم بشکند. عمرو این بار با تردید بیشتری از دفعه قبل، درخواست دیگری برای کمک عمر فرستاد. این بار، ۴۰۰۰ نیروی دیگر تحت رهبری زبیر بن عوام اعزام شدند که با وجود پیشنهاد فرماندهی عمرو توسط خلیفه عصبانی، تنها اعلام کرد که می‌خواهد به مسلمانان درگیر در مصر کمک کند. این نیروهای جدید در اواخر سپتامبر رسیدند.
زبیر پس از انجام یک مأموریت شناسایی شخصی در اطراف منطقه، چیزی را به عمرو اشاره کرد که به نظر می‌رسید ژنرال از آن غافل مانده بود: هنوز در حدود ۱۰ مایلی پشت ارتش مسلمانان، شهر هلیوپولیس با پادگان رومی وجود داشت. اگر به درستی هماهنگ می‌شد، این نیروها می‌توانستند در صورت حمله تئودوروس از بابل، از پشت به مسلمانان حمله کنند.
برای از بین بردن این تهدید بالقوه، عمرو بخش بزرگی از ۱۲۰۰۰ سرباز کل خود را به هلیوپولیس برد و تنها نیروی کافی را در دژ باقی گذاشت تا رومیان را هوشیار نگه دارد. با این حال، هنگام نزدیک شدن به دیوارها، بخشی از سواره‌نظام پادگان از شهر خارج شد و در یک درگیری کوتاه برخی از سواران عمرو را شکست داد. با این وجود، آن‌ها مجبور شدند به داخل دیوارها عقب‌نشینی کنند زیرا شهر تحت محاصره قرار گرفت.
کوتاه‌زمانی پس از محاصره هلیوپولیس، زبیر و یک واحد کوچک از جنگجویان منتخب با مانوری جسورانه از دیوارها بالا رفتند و شهر را تصرف کردند. سایروس با مشاهده این وضعیت و درک اینکه نتیجه درگیری به هر حال اجتناب‌ناپذیر است، برای صلح درخواست کرد و جزیه پرداخت، پس از آن عمرو و زبیر به بابل بازگشتند.
در غیاب آن‌ها، رومیان دسته های مسلمان نزدیک به خندق را دور کرده بودند و مواضع خود را در آن سوی آن بازسازی کرده بودند. تئودوروس که احتمالاً متوجه شده بود امکان انتظار کشیدن محض از مهاجمان را ندارد، شروع به استفاده از تاکتیک‌های خود مسلمانان علیه آن‌ها کرد و روزانه از طریق پل های کنار پایگاه های رومی یورش می‌برد. اگرچه رومیان عموماً در این درگیری‌های پراکنده تلفات بیشتری می‌دادند، اما از عهده آن برمی‌آمدند، در حالی که عمرو نمی‌توانست.
بن‌بست تا زمانی که یک افسر عرب محترم - خارجه بن حذافه - با طرحی خطرناک اما بالقوه قطعی برای پیروزی در نبرد به عمرو نزدیک شد، نسبتاً بدون تغییر ادامه یافت. آن شب، به خارجه یک هنگ سواره‌نظام داده شد و دستور داد تا دام خود را بگذارد، که او با حرکت به دور زائده جنوبی یک تیغه بی‌شکل در سمت شرقی میدان انجام داد. سواره‌نظام مسلمان پس از اشغال آرام یک موضع پنهان نسبتاً نزدیک به خندق رومیان، منتظر ماند.
همانطور که حذافه حدس زده بود، وقتی صبح شد، نیروهای رومی با قدرت از خندق عبور کردند و برای نبرد مستقر شدند - مسلمانان در مقابل آن‌ها صف‌آرایی کردند. وقتی هر دو طرف آماده شدند، تئودوروس حمله خود را در سراسر جبهه آغاز کرد و عمرو را تحت فشار قرار داد، که با سهولتی مشکوک به ارتش خود دستور داد از بابل عقب‌نشینی کنند. در واقع، این یک عقب‌نشینی ساختگی بود.
وقتی درگیری به دور از خندق دفاعی بابل حرکت کرد، نیروی سواره حذافه از محل اختفای خود پشت تیغه بیرون تاختند و مناطق عبور را که تئودوروس برای هرگونه عقب‌نشینی مجبور به استفاده از آن‌ها بود، تصرف کردند. عمرو با دیدن اینکه سوارانش در جای خود هستند، با شدت بسیار ضدحمله کرد و رومیان را به سوی استحکامات خود راند. با شنیدن علامت داده شده، خارجه نیز حمله خود را آغاز کرد و مستقیماً به پشت سر تئودوروس یورش برد، رومیان را در محاصره گرفت و سپس آن‌ها را محاصره کرد.
بسیاری از مدافعان کشته شدند، اما برخی از واحدهای رومی برگشتند و از میان سواره‌نظام حذافه عبور کردند و موفق شدند نقاط عبور را دوباره تصرف کنند. بازماندگان ارتش روم در بابل از خندق عبور کردند و عقب‌نشینی کردند و نیروهای عمرو به نزدیکی تعقیب کردند و حمله خود را تا دیوارهای دژ ادامه دادند. جنگ در فضای بین خندق و ارگ اصلی ادامه یافت تا اینکه دروازه از داخل بسته شد. آن‌هایی که داخل شدند خوش‌شانس بودند، زیرا حتی یک سرباز رومی در میدان نبرد زنده نماند.
روحیه سایروس که به حرفه نظامی نبود و سربازان رومی به طور کلی، به شدت توسط این شکست آشکار متزلزل شد و برای فرماندار روشن بود که باید صلح برقرار شود.
وضعیت حتی وخیم‌تر شد، عمرو به نوعی چند منجنیق به دست آورد و از آن‌ها برای پرتاب سنگ‌های مرگبار استفاده کرد و دفاع را تضعیف کرد. وقتی این اتفاق افتاد، سایروس با محافظی کوچک بابل را ترک کرد و در جزیره میانه‌رود راوده ساکن شد، که از آنجا دژ تجهیز می‌شد. سپس فرماندار قبطی با ناامیدی به مسلمانان پیام داد که می‌خواهد با آن‌ها مذاکره کند.
سفیرانی بین دو طرف رد و بدل شدند و نماینده هراکلیوس سعی کرد به عمرو رشوه‌ای کلان پیشنهاد دهد اگر مسلمانان مصر را ترک کنند، اما فرمانده عرب با دادن ۳ گزینه پاسخ داد - تبدیل به اسلام، پرداخت جزیه، یا مرگ. سایروس موافق تسلیم شدن به شکلی بود، اما همکاران مصری‌اش قبول نداشتند، بنابراین بن‌بست خارج از دژ نفوذناپذیر ادامه یافت.
از آنجا که مصالحه با سایروس غیرممکن بود، عمرو با چند همراه وارد بابل شد تا با تئودوروس صحبت کند. با این حال، وقتی او وارد دژ می‌شد، یک سرباز رومی با تحقیر به او زمزمه کرد "وارد شدی، حالا ببین چطور خارج می‌شوی." عمرو که به درستی باور داشت دستور کشتن او پس از پایان کنفرانس صادر شده است، با حیله از دژ خارج شد و تئودوروس را متقاعد کرد که قصد دارد ژنرال‌های بیشتری را ناخواسته به دام بیاندازد.
این تلاش‌ها برای پایان دادن به محاصره شکست خورد و بن‌بست خارج از بابل ادامه یافت. اما سرانجام، در اواسط دسامبر، زبیر تیزبین متوجه شد که از آنجا که بیشتر نبردها در سمت شمالی بابل رخ داده بود، دروازه آهنی کنار رودخانه و دو برج نگهبانی آن نسبتاً بی‌دفاع هستند. به همین سادگی، مسلمانان کلید ارگ تئودوروس را پیدا کرده بودند.
زبیر با موافقت عمرو به سرعت برنامه نفوذ خود را عملی کرد و واحدی را برای انجام عملیات جمع‌آوری کرد. در شب بی‌ماه و صاف ۲۰ دسامبر ۶۴۰، بیشتر ارتش مسلمان به آرامی خارج از دروازه آهنی صف‌آرایی کردند در حالی که زبیر و همرزمانش از نردبان‌ها بالا رفتند. سپس، وقتی برخی از مردانش در بالا جمع شدند، فریاد جنگ کوبنده اسلامی بلند شد و توسط کل ارتش تکرار شد و باعث شوک و وحشت در میان مدافعانی شد که نمی‌دانستند چه اتفاقی افتاده است.
زبیر در میان هرج و مرج، نگهبانان دروازه‌خانه را کشت و زنجیری را که دروازه را بسته بود، شکست و به عمرو و ارتش مسلمان اجازه داد تا به داخل هجوم آورند. در حالی که برخی از واحدهای نخبه رومی تا پای جان مقاومت کردند، بیشتر همرزمانشان به سوی نیل گریختند. وقتی به کرانه رودخانه رسیدند، سربازان با قایق‌های از پیش آماده شده به ایمنی راوده عبور کردند که تمام شب سربازان را جابجا می‌کردند. در میان فراریان تئودوروس بود که موفق شد از چنگ عمرو بگریزد و به اسکندریه بازگردد.
روز بعد، سایروس درخواست صلح برای قبطی‌ها بر اساس شرایط مسلمانان را داد و موافقت کرد که جزیه بپردازد و کل کشور را به حکومت اسلامی تسلیم کند. رومیان در مصر می‌توانستند بپذیرند و بمانند، یا رد کنند و بروند.
بدون شک، وقتی هراکلیوس نامه‌ای از سایروس دریافت کرد که در آن تأیید امپراتوری برای صلح با عمرو درخواست شده بود، خشمگین شد و به طور قطعی امتناع کرد و با پیامی پر از تحقیر و توهین پاسخ داد. هراکلیوس برای اطمینان از ادامه دفاع فعال از مصر علی‌رغم خیانت فرماندار، پیام‌هایی به تمام ژنرال‌های رومی خود در مصر فرستاد و دستور مقاومت محکم را صادر کرد که آن‌ها بدون چون و چرا از فرمانروا اطاعت کردند. سایروس که از سوی رومیان طرد شده بود، خود و قبطی‌ها را تحت فرمان عمرو قرار داد و به مسلمانان قول کمک اداری و مهندسی داد. ممفیس اکنون امن بود و پیشروی به سوی اسکندریه می‌توانست آغاز شود.
