Królowa Egiptu thumb|left|Tzw. Kamea Gonzaga z profilami Ptolemeusza II i Arsinoe II, Ermitaż (Rosja) Ptolemeusz III, jedyny żyjący syn Arsinoe II i Lizymacha został ogłoszony królem Macedonii po Antypatrze II Etezjaszu tego samego roku. Zapewne został usunięty po śmierci wodza Sostenesa w r. 277 p.n.e. Wówczas Arsinoe prawdopodobnie postanowiła przybyć do kraju wraz z synem, dążąc do zawarcia związku małżeńskiego z Ptolemeuszem II Filadelfem, rodzonym bratem i królem Egiptu. Wcześniej doprowadziła do usunięcia jego legalnej żony Arsinoe I, oskarżając ją nawet o domniemany udział w spisku. Ptolemeusz II pod zarzutem cudzołóstwa skazał ją na zesłanie do miasta Koptos w Górnym Egipcie. W r. 277 p.n.e. Arsinoe II, nie mając rywalki, poślubiła rodzonego brata. Małżeństwo to wywołało skandal w świecie greckim, bowiem było kazirodcze (jakkolwiek uznawane w tradycji egipskiej). Odtąd Arsinoe II rządziła razem z bratem-małżonkiem do swej śmierci. Wraz z tytułem królowej otrzymała egipskie imię tronowe z kartuszem nadawane przez kapłanów. Otaczała się poetami i uczonymi. Prawdopodobnie nakłoniła męża do wojny z Seleucydami (I wojna syryjska), zamierzając odzyskać miasta przyznane jej przez Lizymacha.