Обманувшись в своей надежде взять город первым же стремительным натиском, Витигес решил приступить к систематической осаде города. Эта осада принадлежит к числу самых замечательных в истории и напоминает героический эпос. Богатырская первобытная сила благородного германского племени вступила здесь в состязание с гигантами Рима, стенами Аврелиана, и с гениальным греком, защищавшим эти стены. Готы привыкли вести битву в открытом поле и не умели с должным упорством вести осаду городов; король готов упустил это из виду и у стен Рима поставил на карту готское государство; такой ставкой был погублен геройский воинственный народ. Обширная окружность города не давала возможности обложить его плотным кольцом, и Витигес ограничился тем, что расположил свои войска у менее защищенной части Рима — от Porta Flaminia до Porta Praenestina. Поэтому-то является весьма сомнительным показание Прокопия, что войско готов состояло из 150 000 человек. На протяжении между названными воротами историк насчитывает пять главных ворот, но не называет их всех по именам. В действительности ворота эти были следующие: Flaminia, Pinciana, Salara, Nomentana, Tiburtina, Clausa и Praenestina; следовательно, предпоследние ворота и, вероятно, Porta Pinciana не были включены историком в счет. Перед этими воротами готы расположились шестью окопанными лагерями, которые все находились по эту сторону реки, седьмой лагерь был разбит по другую сторону реки на Нероновом поле или на равнине, которая тянулась от Ватикана до Мильвийского моста у подошвы горы Мария. Надо было одновременно защитить этот мост и угрожать Адрианову мосту и входу через него и через внутренние Аврелиевы ворота в город. Эти ворота, уже тогда называвшиеся по имени св. Петра, находились перед Адриановым мостом в той части стены, которая подымалась вверх от Фламиниевых ворот, шла по внутренней стороне реки и огибала Марсово поле. Кроме того, готы направили свои силы еще на Транстеверинские ворота, под которыми следует разуметь P. Janiculensis S.-Pancratio.
В городе Велизарий работал неутомимо; он поставил себе задачей сделать возможной защиту Porta Flaminia, к которым очень близко примыкал один из неприятельских лагерей; они были завалены каменьями и поручены надзору испытанного Константина; Porta Praenestina охранялись Вессасом; сам Велизарий расположился между P. Pinciaua и P. Salara; эти ворота, находившиеся в наименее надежной части стен, служили в то же время местом вылазки. Все другие ворота были также поручены надзору военачальников, и им было приказано ни в каком случае не покидать своего поста, так как постоянно могло быть сделано нападение. Подходившие к воротам готы всегда находили стражу бодрствующей, но она сохраняла молчание даже тогда, когда готы кричали ей, что римляне изменники и глупцы, так как предпочли владычеству готов иго византийцев, которые, — так говорили готы, — ничего не дали итальянцам, кроме комедиантов, шутов и пиратов.
Когда осаждавшие оцепили Рим, они пересекли все четырнадцать водопроводов Вследствие этого Велизарий (он помнил о Неаполе, в который он проник ночью через водопровод) приказал заделать в городе отверстия их камнями. Таким образом великолепные водопроводы Рима, это изумительное сооружение стольких веков, были все повреждены; в первый раз с незапамятных времен город перестал получать из них воду. С той поры прекратилось также пользование последними термами Рима, и они начали приходить в разрушение; водопроводами же мало-помалу римляне стали пользоваться как строительным материалом.
Остановка мельниц также наносила римлянам очень чувствительный ущерб. Эти мельницы находились так же, как и теперь, в Транстеверине, на склоне Яникула к мосту, который ныне зовется Ponte Sisto; сюда направлялась вода из Траянова водопровода, приводившая мельницы в движение с такой же силой, как река. Остановка мельниц дала случай гению Велизария напасть на изобретение, которое и для современных римлян не утратило своего значения. Он приказал поставить у вышеназванного моста и укрепить канатами две барки и поместить на них мельницы; таким образом мельничные колеса могли приводиться в движение рекой. Готы пытались разрушить эти мельницы, бросая в реку стволы деревьев и трупы убитых, но с помощью цепи все это задерживалось и вылавливалось из реки.