Армия первого крестового похода, прибывшая в Анатолию под предводительством монаха Пьера Пустынника, 21 октября 1096 года попала в засаду Кылыч-Арслана у Циветота. Почти все крестоносцы были уничтожены. Эта победа заставила Кылыч-Арслана переоценить свои силы и недооценить опасность от крестоносцев. Поэтому, не узнав о количестве и силе новых армий крестоносцев, отправившихся из Европы, и не обратив должного внимания на это, он послал всю свою армию зимой 1097 года, чтобы захватить Мелитену, находившуюся под властью христианского правителя Гавриила. Оттуда он мог бы контролировать Верхнюю Месопотамию. Мелитена находилась одной из двух дорог из Анатолии в Иран, которая пролегала южнее. В стремлении овладеть городом у Кылыч-Арслана был конкурент - Данышмендид. Стремясь опередить его, Кылыч-Арслан оставил Никею, отправился лично к Мелитене и осадил её. Во время осады он получил известие о том, что крупные отряды крестоносцев вышли из Константинополя, перебрались в Анатолию и собрались у Пелеканона с целью захватить Никею. Кылыч-Арслан послал часть своей армии к осаждённой Никее, снял осаду Мелитены и немедленно отправился в путь. Но он смог добраться до Никеи лишь после 6 мая 1097 года, когда осада города войсками Первого крестового похода началась. Кылыч-Арслан атаковал армию графа Раймона де Сен-Жиля, который встал лагерем за южными стенами города. Весь день длилась битва, но армия Кылыч-Арслана потерпела поражение из-за численного превосходства крестоносцев. Когда наступила ночь, султан решил отступить. 19 июня 1097 года, когда стало ясно, что крестоносцы готовятся к решительному штурму, защитники города вступили в сговор с византийцами и передали город командующему византийскими войсками Бутумитесу. Жену и детей Кылыч-Арслана увезли в Константинополь, но вскоре отпустили без выкупа.