.
Город был расположен на возвышенности и хорошо снабжался водой. Амр сделал его своей базой. Понимая, что у него недостаточно снаряжения и технической подготовки для осады, он попытался выманить защитников из крепости и дать бой на открытом месте. Главные силы византийцев под предводительством Феодора подходили к Гелиополю через равнину между Нилом и холмами Мукаттам, на которой стоит современный Каир. Две армии встретились, возможно, в июле 640 года. Главные силы Амра вступили в бой, но одновременно он выслал небольшой отряд конницы, примерно в пятьсот человек, пробраться ночью через холмы и ударить из засады с тыла. Эта военная хитрость сработала. Византийцы, атакованные засадным полком, пришли в смятение. Некоторым удалось спастись за стенами Вавилона, но многие, пытавшиеся спастись сушей или водой, погибли.
Следующей целью захватчиков был город Вавилон. Эта крепость — мощное творение римских инженеров, построенная, возможно, около 100 года н. э. императором Траяном в ответ на иудейское восстание в Александрии. Она занимала важное стратегическое положение в верховьях дельты, где Нил благодаря острову Рода настолько узок, что через него можно построить понтонный мост. Название «Вавилон», под которым город был известен в древности, вызвало к жизни множество легенд, согласно которым город был основан Навуходоносором или поздними беженцами или колонистами из первоначального Вавилона в Ираке. Арабы знали его как Каср аль-Шаму, но древнее имя удержалось в средневековой Европе, где египетского султана часто ошибочно именовали султаном Вавилонским. Стены из больших кирпичей и камня, почти треугольные в плане, имеют высоту 12 метров и толщину до 3 метров. Они тянулись вдоль реки на запад и через монастырские владения и сады — на юг и восток. На юг выходили тяжелые ворота, известные под именем Железных, открывавшиеся в римскую гавань. Над рекой возвышались две башни по 30 метров в диаметре. На площади 5 гектаров за стенами располагались около десяти церквей и монастырей, изрядное гражданское население, а также гарнизон. Крепости ко времени мусульманского вторжения было свыше шестисот лет, но она нисколько не утратила военной мощи. Вплоть до начала XX века укрепления оставались почти не поврежденными, и за ними укрывались коптские церкви и синагога. Однако с тех пор многое было разрушено, и уцелели лишь останки древнего величия.
Примерно в начале сентября 640 года Амр начал искать подходы к крепости. Предполагают, что ее оборонял гарнизон из 5000 или 6000 человек, обеспеченный продовольствием на случай осады. Против этих могучих стен арабы могли выставить лишь жалкие осадные машины или попытаться вскарабкаться на бастионы по лестницам. Будь у них надежда на помощь своих войск или поддержка окрестного сельского населения, защитники вполне могли бы продержаться до подхода византийской армии, однако жестокая политика Кира по отношению к коптам заставила их ожидать поражения равнодушно или даже злорадно.
