Sirijski vojnici uz rusku podršku ušli su u zapadni kvart grada u srijedu navečer nakon žestokih borbi s džihadistima.
Do četvrtka ujutru, Islamska država se povukla u stambene kvartove na istoku grada, saopćila je Sirijska opservatorija za ljudska prava.
"Islamska država se povukla iz Palmyre nakon što je podmetnula mine širom grada. Još je ostalo bombaša samoubica u istočnim kvartovima", izjavio je čelnik Opservatorije Rami Abdel Rahman za AFP.
"Vladine snage još nisu u stanju da uđu u centar grada ili u njegove istočne dijelove", kazao je.
Drevne ruševine Palmyre već dugo su dio Svjetske kultrurne baštine UNESCO -a.
Prije ulaska Islamske države u grad u maju 2015., njega su krasili hramovi, aleje sa stupovima i ukrašeni grobovi koji su bili među najočuvanijim klasičnim spomenicima na Bliskom istoku.
Džihadisti su, međutim, pokrenuli kampanju njihovog razaranja u obimu koji je u potpunosti bio poznat kada su vladine snage nakratko zauzele grad uz rusku podršku prošle godine.
Satelitski snimci pokazali su da je Islamska država uništila više spomenika otkako je ponovo preotela Palmyru od vladinih snaga u decembru.
"Nije ostalo više boraca u većem dijelu Starog grada, ali je on gusto miniran", izjavio je čelnik Opservatorije.
Uz podršku ruskih zračnih udara i kopnenih trupa, vladine snage sedmicama su se borile kroz pustinju kako bi se domogle Palmyre.
U srijedu je visoki vojni izvor u Damasku izjavio za AFP da je vojska osvojila strateške ceste koje vode do Palmyre.
"Te ceste su od ključnog značaja za ulasak u grad", izjavio je izvor za AFP.