Eind april 1097 begonnen de kruisvaarders Constantinopel te verlaten. Godfried van Bouillon was de eerste die in Nicea aankwam, met Bohemond van Taranto, Bohemonds neef Tancred, Raymond IV van Toulouse en Robert II van Vlaanderen die hem volgden, samen met Peter de Hermit en enkele van de overlevenden van de People's Crusade, en een kleine
Byzantijnse strijdmacht onder Manuel Boutoumites.Ze kwamen op 6 mei aan, met een ernstig tekort aan voedsel, maar Bohemond zorgde ervoor dat voedsel over land en over zee werd aangevoerd.Ze belegerden de stad vanaf 14 mei en wezen hun troepen toe op verschillende delen van de muur, die goed werd verdedigd met 200 torens.Bohemond kampeerde aan de noordkant van de stad, Godfrey aan de zuidkant en Raymond en Adhemar van Le Puy aan de oostelijke poort.Op 16 mei vielen de Turkse verdedigers uit om de kruisvaarders aan te vallen, maar de
Turken werden verslagen in een schermutseling waarbij 200 man verloren gingen.De Turken stuurden berichten naar Kilij Arslan waarin ze hem smeekten terug te keren, en toen hij de kracht van de kruisvaarders besefte, keerde hij snel terug.Een vooruitgeschoven partij werd op 20 mei verslagen door troepen onder leiding van Raymond en Robert II van Vlaanderen, en op 21 mei versloeg het kruisvaardersleger Kilij in een veldslag die tot diep in de nacht duurde.De verliezen waren aan beide kanten zwaar, maar uiteindelijk trok de sultan zich terug ondanks de smeekbeden van de Turken van Nicea.De rest van de kruisvaarders arriveerden de rest van mei, met Robert Curthose en Stephen van Blois begin juni.Ondertussen bouwden Raymond en Adhemar een grote belegeringsmachine, die naar de Gonatas-toren werd opgerold om de verdedigers op de muren aan te vallen terwijl mijnwerkers de toren van onderaf mijnen.De toren was beschadigd, maar er werd geen verdere vooruitgang geboekt.De Byzantijnse keizer Alexios I koos ervoor om de kruisvaarders niet te vergezellen, maar marcheerde achter hen aan en sloeg zijn kamp op in het nabijgelegen Pelecanum.Van daaruit stuurde hij boten, die over het land rolden, om de kruisvaarders te helpen het meer van Ascanius te blokkeren, dat tot dan toe door de Turken was gebruikt om Nicea van voedsel te voorzien.De boten kwamen op 17 juni aan, onder leiding van Manuel Boutoumites.De generaal Tatikios werd ook gestuurd, met 2.000 voetvolk.Alexios had Boutoumites opgedragen om in het geheim te onderhandelen over de overgave van de stad zonder medeweten van de kruisvaarders.Tatikios kreeg de opdracht om zich bij de kruisvaarders aan te sluiten en een directe aanval op de muren uit te voeren, terwijl Boutoumites zou doen alsof hij hetzelfde deed om het te laten lijken alsof de Byzantijnen de stad in de strijd hadden veroverd.Dit werd gedaan en op 19 juni gaven de Turken zich over aan Boutoumites.Toen de kruisvaarders ontdekten wat Alexios had gedaan, waren ze behoorlijk boos, omdat ze hadden gehoopt de stad te plunderen voor geld en voorraden.Boutoumites werd echter dux van Nicaea genoemd en verbood de kruisvaarders om in groepen van meer dan 10 man tegelijk binnen te komen.Boutoumites verdreef ook de Turkse generaals, die hij net zo onbetrouwbaar vond.De familie van Kilij Arslan ging naar Constantinopel en werd uiteindelijk vrijgelaten zonder losgeld.Alexios gaf de kruisvaarders geld, paarden en andere geschenken, maar de kruisvaarders waren hier niet blij mee, in de overtuiging dat ze nog meer hadden kunnen krijgen als ze Nicea zelf hadden veroverd.Boutoumites zouden hen niet laten vertrekken voordat ze allemaal een eed van vazalschap aan Alexios hadden gezworen, als ze dat nog niet in Constantinopel hadden gedaan.Net als in Constantinopel weigerde Tancred eerst, maar uiteindelijk gaf hij toe.De kruisvaarders verlieten Nicea op 26 juni in twee contingenten: Bohemond, Tancred, Robert II van Vlaanderen en Tatikios in de voorhoede, en Godfried, Boudewijn van Boulogne, Stefanus en Hugo van Vermandois in de achterhoede.Tatikios kreeg de opdracht om de terugkeer van veroverde steden naar het rijk te verzekeren.Ze waren opgewekt en Stephen schreef aan zijn vrouw Adela dat ze verwachtten over vijf weken in Jeruzalem te zijn.