Adhemar verhandelte mit Alexios I. Komnenos in Konstantinopel, stellte in Nicäa die Disziplin unter den Kreuzfahrern wieder her, und war in weiten Teilen für die erfolgreiche Belagerung Antiochias verantwortlich. Nach der Einnahme der Stadt im Juni 1098 und der anschließenden Belagerung durch Kerboga organisierte Adhemar eine Prozession durch die Straßen und ließ die Tore blockieren, so dass die Kreuzfahrer, die in Panik gerieten, die Stadt nicht mehr verlassen konnten. Er stand Peter Bartholomäus’ Entdeckung der Heiligen Lanze in der Stadt äußerst skeptisch gegenüber, zumal er wusste, dass eine derartige Reliquie bereits in Konstantinopel verehrt wurde. Dennoch war er gewillt, die Armee glauben zu lassen, dass sie echt sei, zumal sie die Moral der Soldaten hob.