Le , il effectue une reconnaissance à Bethléem et aux abords de Jérusalem avant l’arrivée du gros des troupes. Le siège débute le et Godefroy de Bouillon et Tancrède surveillent la partie ouest des abords de Jérusalem. Devant l’échec d’un premier assaut lancé le , les croisés comprennent qu’il leur faut construire des machines de siège et Tancrède fait l’importante découverte de poutres dans un souterrain des faubourgs de Jérusalem. L’attaque finale commence dans la nuit du 13 au , mais l’assaut final n’est donné que le 15. Tancrède prend rapidement possession du Qubbat al-Sakhra, où sont entreposées les richesses de l’émir de Jérusalem. Il fait également prisonniers des centaines d’Arabes qui se rendent à Tancrède, voyant les massacres causés par les croisés. Mais le lendemain, des croisés trop zélés les massacrent et essuient la colère de Tancrède, dont ils avaient bravé les ordres.