1326'da Osman Gazi, Bursa'yı kuşattı. Fakat kendisinin rahatsızlanması üzerine kuşatmaya Orhan Bey devam etti. Aynı yıl Bursa fethedildi ve başkent yapıldı. Döneminde kendi adına para bastırarak beyliği devlet hâline getirdi. 1329'da III. Andronikos'un başında bulunduğu Bizans ordusu ile yaptığı Pelekanon Muharebesini kazandı. 1331'de İznik'i, 1337'de İzmiti topraklarına kattı. Ayrıca kendisinin döneminde devletin sınırları, komşu Türk beyliklerinin toprakları yönünde de genişlemeye başladı. 1345'te Karesioğulları Beyliği Osmanlı egemenliği altına girdi. Böylece Osmanlı, hem beyliğin donanmasından yararlandı, hem de Rumeli'ye geçiş için alınması gereken önemli bazı noktalara sahip oldu. 1352'de, taht kavgaları ile mücadele eden Bizans yöneticilerinden Matheos Kantakuzinosa isteği üzerine yardım kuvveti gönderen Orhan Bey, yardımın karşılığı olarak Gelibolu Yarımadası'nda bulunan Çimpe Kalesinin sahibi oldu. Çimpe Kalesi'nin ele geçirilmesi ile Osmanlı Devleti, ilk Rumeli toprağını kazandı.