A keresztesek 1097. április végén kezdték el elhagyni Konstantinápolyt. Bouilloni Godfrey érkezett meg elsőként Nikaiába, őt követte Tarantói Bohemond, Bohemond unokaöccse, Tancred, IV. Raymond Toulouse-ból és II. Róbert flandriai, valamint Péter Remete és a népi keresztes hadjárat néhány túlélője, valamint egy kis
bizánci csapat Manuel Boutoumites vezetésével.Május 6-án érkeztek meg, súlyos élelmiszerhiányban, de Bohemond gondoskodott arról, hogy szárazföldön és tengeren is hozzák az ételt.Május 14-től ostrom alá vették a várost, a falak különböző szakaszaira osztva erőiket, amely 200 toronnyal jól védett.Bohemond a város északi oldalán, Godfrey délen, Raymond és Adhemar pedig Le Puyból a keleti kapunál táborozott.Május 16-án a török védők megtámadták a kereszteseket, de a
törökök egy összecsapásban 200 fős veszteséggel vereséget szenvedtek.A törökök üzenetet küldtek Kilij Arszlannak, hogy térjen vissza, és amikor rájött a keresztesek erejére, gyorsan visszafordult.Május 20-án a flandriai Raymond és II. Róbert vezette csapatok legyőzték az előcsapatot, május 21-én pedig a keresztes hadsereg legyőzte Kilijt egy éjszakába nyúló csatában.Mindkét oldalon súlyosak voltak a veszteségek, de a szultán végül a nicai törökök könyörgése ellenére visszavonult.A többi keresztes lovag május hátralévő részében érkezett, Robert Curthose és Stephen of Blois pedig június elején érkezett.Eközben Raymond és Adhemar egy nagy ostromgépet építettek, amelyet felgöngyöltek a Gonatas-toronyig, hogy a falakon védjék a védőket, miközben a bányászok alulról aknásították a tornyot.A torony megsérült, de további előrelépés nem történt.I. Aleksziosz bizánci császár úgy döntött, hogy nem kíséri el a kereszteseket, hanem kivonult mögéjük, és a közeli Pelecanumban ütött tábort.Innen csónakokat küldött a szárazföldön, hogy segítsék a kereszteseket blokkolni az Ascanius-tavat, amelyet a törökök idáig Nicaea élelmezésére használtak.A hajók június 17-én érkeztek meg Manuel Boutoumites parancsnoksága alatt.Kiküldték Tatikios tábornokot is, 2000 gyalogossal.Alexios utasította a butumitokat, hogy a keresztesek tudta nélkül, titokban tárgyaljanak a város átadásáról.Tatikios azt az utasítást kapta, hogy csatlakozzon a keresztes lovagokhoz, és csapjon le közvetlenül a falakra, míg a boutoumiták úgy tesznek, mintha ugyanezt tennék, hogy úgy tűnjön, mintha a bizánciak foglalták volna el a várost csatában.Ez megtörtént, és június 19-én a törökök megadták magukat a boutoumitáknak.Amikor a keresztes lovagok rájöttek, mit tett Alexios, nagyon dühösek voltak, mert abban reménykedtek, hogy pénzért és készletekért kifosztják a várost.A boutoumitákat azonban Nicaea duxének nevezték el, és megtiltották a kereszteseknek, hogy egyszerre 10 főnél nagyobb csoportokban lépjenek be.Boutoumites a török tábornokokat is kiutasította, akiket ugyanolyan megbízhatatlannak tartott.Kilij Arslan családja Konstantinápolyba ment, és végül váltságdíj nélkül szabadon engedték őket.Alexiosz pénzt, lovakat és egyéb ajándékokat adott a kereszteseknek, de a keresztesek nem örültek ennek, mert azt hitték, hogy még többet is kaphattak volna, ha maguk foglalják el Nikeát.A boutoumiták nem engedték meg nekik, hogy elmenjenek addig, amíg mindannyian vazallusi esküt nem tettek Alexiosnak, ha ezt még nem tették meg Konstantinápolyban.Akárcsak Konstantinápolyban, Tancred először visszautasította, de végül megadta magát.A keresztesek június 26-án két kontingensben hagyták el Nikaiát: Bohemond, Tancred, II. Flandriai Róbert és Tatikiosz az élcsapatban, Godfrey, a boulogne-i Baldwin, Stephen és Hugh pedig Vermandoisból hátul.Tatikios utasítást kapott, hogy biztosítsa az elfoglalt városok visszatérését a birodalomba.Lelkük felemelkedett, és István azt írta feleségének, Adelának, hogy várhatóan öt hét múlva Jeruzsálemben lesznek.