Кылыч Арслан шел на восток на битву с Данишмендидом, не обуреваемый дурными предчувствиями, оставив семью и накопленное добро в, как ему казалось, безопасной Никее. Но не успел он выступить в поход, как к городу двинулось войско крестоносцев под предводительством князя антиохийского Раймонда, сына Роберта Гвискара, а также герцога лотарингского Готфрида Бульонского, Боэмунда Тарентского, князя антиохийского, и Танкреда де Отвиля. 6 мая 1097 года христиане достигли Никеи, но почти 6 километров прочных крепостных стен с 250 мощными башнями, представлявших собой труднопреодолимое препятствие, удержали их от незамедлительной атаки. Они разбили лагерь у стен города и стали ждать подкрепления, которое должны были подвести Стефан Блуасский и Роберт Нормандский, сын Вильгельма Завоевателя и брат короля Англии. Греческая армия во главе с византийским императором стала лагерем в Пелекануме, недалеко от побережья Никомедийского залива.

Известие об осаде достигло ушей Кылыч Арслана, когда его войско все еще было на марше. Отказавшись от мысли продолжать кампанию, он поспешил назад на защиту своей столицы.

21 мая Кылыч Арслан подошел к Никее и обнаружил, что город окружен врагом. Он сразу же бросил войско в контратаку, однако, хотя его воины дрались отчаянно, осаду ему снять не удалось. Вероятно, стороны еще бы долго и безрезультатно мерялись силой, если бы у греческого императора не возникла мысль волоком перетащить корабли из Никомедии и спустить их в озеро у стен Никеи. С окружавших город холмов сельджуки были вынуждены наблюдать за этой операцией; они не имели возможности помешать врагу даже тогда, когда он лавиной ворвался в крепость с ее единственной незащищенной стороны. Никея капитулировала 26 июня; чтобы взять власть в городе в свои руки, из Пелеканума приехал император Алексей. Он не был лишен благородства: знатным мусульманам он позволил купить себе свободу, а супругу султана, ее детей и домочадцев с соблюдением всех соответствующих их высокому положению почестей отправил в Константинополь.