En talesperson från rebellkoalitionen Seleka sade i telefon till Reuters att de hade tagit över presidentpalatset. Även regeringskällor uppger att huvudstaden, som ligger vid gränsfloden Oubangi, har intagits.
Minst nio sydafrikanska soldater stupade när de försökte förhindra rebellerna från att ta huvudstaden. Sydafrika har 400 militära rådgivare i landet.
Frankrike har 250 soldater i landet och har skickat ytterligare 150 för att säkra Banguis internationella flygplats.
Landet, som har stora tillgångar på guld, diamanter och uran, är känt för sin politiska instabilitet.