Nos últimos dois ou três anos do virou a sua atenção para a Anatólia, tirando partido do temor dos beilhiques (principados turcos) da região em serem invadidos pelo Império Otomano, o que tinha vindo a ocorrer com vários deles, e a insatisfação dos que já eram vassalos dos otomanos. O sultão otomano , que desde 1394 estava empenhado no seu segundo , chegou a entrar em acordo com Tamerlão para parar a sua expansão a oriente, mas em 1398 quebrou esse acordo tomando vários beilhiques, nomeadamente o de , governado pelo vizir , aliado de Tamerlão, e Malatya. O confronto entre os timúridas e os otomanos culminou na derrota destes na Batalha de Ancara, travada em agosto de 1402, na sequência da qual Bajazeto, o seu filho a esposa foram capturados quando tentavam fugir. Os três foram levados para Samarcanda, onde ficaram em cativeiro. Bajazeto morreu sem chegar a ser libertado e o filho foi libertado em 1405, depois de Tamerlão morrer.