Cruciații au început să părăsească Constantinopolul la sfârșitul lunii aprilie 1097. Godfrey de Bouillon a fost primul care a ajuns la Niceea, cu Bohemond din Taranto, nepotul lui Boemond Tancred, Raimond al IV-lea de Toulouse și Robert al II-lea al Flandrei în urma lui, alături de Petru cel. Pustnicul și unii dintre supraviețuitorii Cruciadei Poporului și o mică forță bizantină sub conducerea lui Manuel Boutoumites. Au sosit pe 6 mai, cu o lipsă gravă de mâncare, dar Bohemond a aranjat ca mâncarea să fie adusă pe uscat și pe mare. Au pus orașul în asediu începând cu 14 mai, repartizându-și forțele pe diferite secțiuni ale zidurilor, care era bine apărat cu 200 de turnuri. Bohemond a tăbărât în partea de nord a orașului, Godfrey în sud și Raymond și Adhemar din Le Puy pe poarta de est.
Pe 16 mai, apărătorii turci au ieșit să atace cruciații, darturcii au fost învinși într-o încăierare cu pierderea a 200 de oameni. Turcii i-au trimis mesaje lui Kilij Arslan rugându-l să se întoarcă, iar când și-a dat seama de puterea cruciaților s-a întors repede înapoi. O grupare de avans a fost învinsă de trupele conduse de Raymond și Robert al II-lea al Flandrei pe 20 mai, iar pe 21 mai, armata cruciată a învins Kilij într-o luptă campată care a durat mult timp în noapte. Pierderile au fost grele de ambele părți, dar în cele din urmă sultanul s-a retras în ciuda cererilor turcilor niceeni. Restul cruciaților au sosit în tot restul lunii mai, Robert Curthose și Stephen din Blois sosind la începutul lunii iunie. Între timp, Raymond și Adhemar au construit o mașină de asediu mare, care a fost rulată până la Turnul Gonatas pentru a-i angaja pe apărătorii de pe ziduri, în timp ce minerii minau turnul de jos. Turnul a fost avariat, dar nu s-au mai făcut progrese.
Împăratul bizantin Alexios I a ales să nu-i însoțească pe cruciați, dar a mărșăluit în spatele lor și și-a făcut tabăra la Pelekanon, din apropiere. De acolo, a trimis bărci, răsturnate pe uscat, pentru a-i ajuta pe cruciați să blocheze lacul Ascanius, care până în acest moment fusese folosit de turci pentru a furniza hrană Niceei. Bărcile au sosit pe 17 iunie, sub comanda lui Manuel Boutoumites. A fost trimis și generalul Tatikios, cu 2.000 de soldați pedeși. Alexios îi instruise pe Boutoumites să negocieze în secret predarea orașului fără știrea cruciaților. Tatikios a fost instruit să se alăture cruciaților și să facă un atac direct asupra zidurilor, în timp ce Boutoumites se preface că fac același lucru pentru a face să pară ca și cum bizantinii ar fi capturat orașul în luptă. Acest lucru a fost făcut, iar la 19 iunie turcii s-au predat lui Boutoumites.
Asediul Niceei 1097. © HistoryMaps
Când cruciații au descoperit ce făcuse Alexios, s-au supărat destul de mult, deoarece speraseră să jefuiască orașul pentru bani și provizii. Boutoumites, însă, a fost numit dux de Niceea și le-a interzis cruciaților să intre în grupuri mai mari de 10 oameni odată. Boutoumites i-a expulzat și pe generalii turci, pe care îi considera la fel de nedemni de încredere. Familia lui Kilij Arslan a mers la Constantinopol și, în cele din urmă, a fost eliberată fără răscumpărare. Alexios le-a dat cruciaților bani, cai și alte daruri, dar cruciații nu au fost mulțumiți de acest lucru, crezând că ar fi putut avea și mai mult dacă ar fi capturat ei înșiși Niceea. Boutoumites nu le-ar îngădui să plece până când nu au jurat cu toții un jurământ de vasalaj lui Alexios, dacă nu ar fi făcut-o încă la Constantinopol. Așa cum a făcut și la Constantinopol, Tancred a refuzat la început, dar în cele din urmă a cedat.
Cruciații au părăsit Niceea pe 26 iunie în două contingente: Bohemond, Tancred, Robert al II-lea al Flandrei și Tatikios în avangarda, iar Godfrey, Baldwin de Boulogne, Ștefan și Hugh de Vermandois în spate. Tatikios a fost instruit să asigure întoarcerea orașelor capturate în imperiu. Spiritul lor era ridicat, iar Stephen i-a scris soției sale Adela că se așteptau să fie la Ierusalim în cinci săptămâni.