Am nächsten Tag begann die Belagerung von Jerusalem. Bereits bei den ersten Sturmversuchen tat sich Tankred hervor – er war dabei der einzige Kreuzfahrer, der genug Holz für eine Sturmleiter hatte auftreiben können. Nach mehr als fünfwöchiger Belagerung nahm Tankred am 15. Juli 1099 am siegreichen Sturm auf Jerusalem teil. Nachdem Herzog Gottfried von Bouillon mittels eines Belagerungsturms mit seinen Männern im Norden die Stadtmauer überwunden hatte, konnte er gemeinsam mit Gaston IV. von Béarn durch eine nun unverteidigte, sechs Tage alte Bresche eindringen. Von zwei Gefangenen hatte er erfahren, dass im Felsendom unermessliche Schätze lagen, weshalb er sich mit seinen Männern dorthin durchschlug, um sich dann 24 Stunden darin einzusperren. In dieser Zeit wurde das Gebäude gründlich ausgeplündert, selbst das Edelmetall an den Wänden wurde abgerissen. Am nächsten Tag soll er mit unermesslichen Reichtümern den Felsendom verlassen haben. Die Muslime, die sich in die Moschee geflüchtet hatten, stellte er unter seinen Schutz, konnte aber nicht verhindern, dass sie von seinen Mitkreuzfahrern massakriert wurden.