עם זאת, נסיגה של ממש בהתקדמותם של העות'מאנים חלה בשנת 1402, כאשר ניגפו מפני טימור לנג בקרב אנקרה וביאזיד הראשון נלקח בשבי מונגולים. טימור לנג השפילו עד עפר על ידי הצגתו בכלוב כשלל מלחמה, ולפי גרסה נוספת, עשה בו שימוש כהדום לרגליו. באיזיט הראשון מת ב-1403 ולפי סברה אחת הוא שלח יד בנפשו. הנסיכות נכנסה לתקופת כאוס שנמשכה 11 שנים ושזכתה לכינוי "תקופת בין המלכים" (Fetret Devri), עד שמהמט הראשון הצליח להשתלט על השלטון ב-1413. הוא ובנו מורט השני, הצליחו להשיב את מצב המדינה לקדמותו בתוך 25 שנה לערך. ב-1442 ניסו העות'מאנים בהנהגת מורט השני לכבוש לראשונה את טרבזון בירת האימפריה של טרפזונטס בפונטוס שבצפון-מזרח אסיה הקטנה, אך הניסיון כשל בשל תנאי מזג האוויר. גם הניסיון השני ב-1456 לא צלח אם כי העות'מאנים לקחו שבויים ותפסו רכוש. מאידך, הצבא העות'מאני הביס את כוחות פולין והונגריה בקרב ורנה ב-10 בנובמבר 1444. בשנת 1453 הטיל הסולטאן מהמט השני "הכובש" (Fatih Sultan Mehmed) מצור על קונסטנטינופול. 85,000 חייליו הכריעו את 7,000 מגיניה של העיר וכבשו אותה ב-29 במאי. קונסטנטינופול הייתה לאיסטנבול, בירתם השלישית והאחרונה של העות'מאנים, והאימפריה הביזנטית באה אל סופה.