Bayezid trok richting Tuqat, waar hij meende dat Timoer ook heen zou gaan. Timoer, zeer bekwaam in valse terugtrekkingen en misleidingen, trok echter richting Ankara. Bayezid had Ankara slechts enkele dagen eerder verlaten toen Timoers leger er plotseling opdook. Timoer had een groot voordeel, aangezien hij de stad kon belegeren en zijn kamp op goede grond kon opslaan, terwijl Bayezid eerst nog een week terug moest marcheren. Tegen de tijd dat de Ottomanen bij Ankara arriveerden waren ze uitgeput en slecht bevoorraad. Daarnaast had Bayezid grote regimenten Qarai en Sipahi in zijn leger die Timoer al maandenlang probeerde over laten lopen, met als beloning een rijke uitgebreide buit. In de ochtend van 28 juli 1402 begon de Slag bij Ankara, een van de grootste veldslagen die de regio ooit had gezien. De Qarai in het Ottomaanse leger liepen vrijwel direct over en de Ottomaanse linkervleugel sloeg al snel op de vlucht. Bayezids centrum hield tot in de avond stand, maar de tachtig regimenten en dertig krijgsolifanten van Timoer deden hun werk en de Ottomanen gaven zich over. Bayezid werd gevangengenomen en omdat zijn vier zonen geen vrede konden sluiten brak het tienjarige Ottomaanse Interregnum aan.