Križari su počeli napuštati Carigrad krajem travnja 1097. Godfrey od Bouillona prvi je stigao u Nikeju, a slijedili su ga Bohemond od Taranta, Bohemondov nećak Tancred, Raymond IV od Toulousea i Robert II od Flandrije, zajedno s Petrom I. Pustinjak i neki od preživjelih Narodnog križarskog rata, te male
bizantske snage pod vodstvom Manuela Boutoumitesa.Stigli su 6. svibnja, s velikim nedostatkom hrane, ali Bohemond je organizirao dovoz hrane kopnom i morem.Stavili su grad u opsadu počevši od 14. svibnja, rasporedivši svoje snage po različitim dijelovima zidina, koje su bile dobro branjene s 200 kula.Bohemond se utaborio na sjevernoj strani grada, Godfrey na južnoj, a Raymond i Adhemar od Le Puya na istočnim vratima.Dana 16. svibnja turski branitelji krenuli su u napad na križare, ali su
Turci poraženi u okršaju uz gubitak 200 ljudi.Turci su slali poruke Kilij Arslanu moleći ga da se vrati, a kada je shvatio snagu križara brzo se vratio.Prethodnicu su porazile trupe pod Raymondom i Robertom II Flandrijskim 20. svibnja, a 21. svibnja križarska je vojska porazila Kilij u oštroj bitci koja je trajala dugo u noć.Gubici su bili veliki s obje strane, ali se sultan na kraju povukao unatoč molbama nikejskih Turaka.Ostali križari stigli su tijekom ostatka svibnja, s Robertom Curthoseom i Stjepanom od Bloisa koji su stigli početkom lipnja.U međuvremenu, Raymond i Adhemar izgradili su veliku opsadnu spravu, koju su kotrljali do kule Gonatas kako bi se uhvatili u koštac s braniteljima na zidinama dok su rudari minirali kulu odozdo.Kula je oštećena, ali nije bilo daljnjeg napretka.Bizantski car Aleksije I. odlučio je ne pratiti križare, već je marširao iza njih i utaborio se u obližnjem Pelecanumu.Odatle je poslao čamce koji su se valjali po kopnu da pomognu križarima da blokiraju Askanijsko jezero, koje su Turci do sada koristili za opskrbu Nikeje hranom.Čamci su stigli 17. lipnja pod zapovjedništvom Manuela Boutoumitesa.Poslan je i general Tatikios s 2000 pješaka.Alexios je uputio Boutoumitesa da tajno pregovara o predaji grada bez znanja križara.Tatikios je dobio upute da se pridruži križarima i izvrši izravan napad na zidine, dok bi se Boutoumites pretvarao da će učiniti isto kako bi izgledalo kao da su Bizant zauzeli grad u bitci.To je i učinjeno, a Turci su se 19. lipnja predali Boutoumitesu.Kad su križari otkrili što je Alexios učinio, bili su prilično ljuti, jer su se nadali da će opljačkati grad za novac i zalihe.Boutoumites je, međutim, imenovan vojvodom Nikeje i zabranio je križarima ulazak u skupinama većim od 10 ljudi odjednom.Boutoumites je također protjerao turske generale, koje je smatrao jednako nepouzdanima.Kilij Arslanova obitelj otišla je u Carigrad i na kraju su pušteni bez otkupnine.Aleksije je križarima dao novac, konje i druge darove, ali križari nisu bili zadovoljni time, smatrajući da bi mogli imati i više da su sami zauzeli Nikeju.Boutoumites im neće dopustiti da odu dok se svi ne zakunu na vazalstvo Aleksiju, ako to još nisu učinili u Carigradu.Kao i u Carigradu, Tancred je isprva odbijao, ali je na kraju popustio.Križari su napustili Nikeju 26. lipnja u dva kontingenta: Bohemond, Tancred, Robert II od Flandrije i Tatikios u prethodnici, te Godfrey, Baldwin od Boulognea, Stjepan i Hugh od Vermandoisa u pozadini.Tatikiju je naloženo da osigura povratak osvojenih gradova u carstvo.Raspoloženje im je bilo dobro, a Stephen je svojoj supruzi Adeli napisao da očekuju da će biti u Jeruzalemu za pet tjedana.