Syrisk tv uppger med hänvisning till en militär källa att regeringsarmén och regimtrogen milis intagit det antika citadellet, beläget på en strategisk höjd nordväst om staden.
Enligt den statliga syriska nyhetsbyrån Sana pågår strider även nära Palmyras ruiner, som härstammar från romarriket. Framryckningen uppges få understöd av ryskt bombflyg.
Palmyra har kontrollerats av IS sedan i maj i fjol. Gruppen har sedan dess förstört flera historiskt viktiga tempel och gravar