معركة أنقرة الدمار والانقسام في الأناضول
مرض السلطان بايزيد الأول، فدعا تيمورلنك خيرة الأطباء لعلاجه، وأرسل من يحرسه ويواسيه، لكن هذه الرعاية لم تجد ما يبث فيه القوى الحيوية. وتوفي السلطان المنكسر بايزيد الأول بالسكتة الدماغية في العام التالي من هزيمته، في يوم 14 شعبان 805هـ الموافق 8 مارس/آذار 1403م بمدينة آق شهير، وكان عند وفاته في سن 43.
سمح تيمورلنك لموسى چلبي بنقل جثمان والده ليُدفن في مدينة بورصة، عاصمة الدولة العثمانية، حيث مازال قبره باقيا هناك.
عاش السلطان بايزيد في الأسر مدة 7 أشهر و 12 يوما، ثم وافته المنيَّة.
قال المؤرخ العثماني مصطفى الجنَّابي (وفاة:999هـ/1590م) إن تيمورلنك قد أطلق سراح السلطان بايزيد ثلاثة أيام قبل وفاته.
تختلف الروايات حول سبب وفاة السلطان بايزيد:
يعتقد بعض المؤرخين العثمانيين الأوائل مثل أوروچ بك  (عاش في القرن 15 و16) كاتب "تواريخ آل عثمان"، وحديدي (بالتركية: Hadîdî) (توفي 1533م) كاتب "وقائع نامه سى" بنفس الاسم، أن السلطان بايزيد قد تناول السم الذي كان يحفظه في خاتمه مخافة أن ينقله تيمورلنك إلى عاصمته سمرقند، مما دفعه للانتحار. ذكر العديد من المؤرخين بوضوح أن هذه الرواية غير صحيحة وأن إسناد هذا التصرف الحرام لسلطان متدين مثل يلدرم بايزيد ليس إلا محض افتراء. وفد قيّم الروايات المتداولة المؤرخ "عالي أفندي" (1541م-1600م) الذي يُعد عملاقا في التاريخ العثماني وكذلك المؤرخ الشيخ "خوجة سعد الدين أفندي" (1536م-1599م) وخلصا إلى أن رواية تناول السلطان السم كذب وافتراء على السلطان.
وهناك ادعاءات بأن تيمورلنك قتل السلطان بايزيد بأن سقاه السم عن طريق أطباءه، وهذه الادعاءات ضعيفة وغير مؤكدة وغير صحيحة، لأن الثابت أن تيمورلنك عامل السلطان معاملة جيدة وأكرمه، وكان يريد أخذه إلى سمرقند وإعادة تنصيبه سلطانا على الدولة العثمانية، كما تقدَّم.
تتفق سجلات الأحداث من القرن السادس عشر وسجلات الأحداث العثمانية اللاحقة بالإضافة إلى المؤرخين الغربيين مثل المستشرق النمساوي "هامر"  (1774م-1856م) والمؤرخ الأمريكي "غيبونز" (1880م-1934م) والمؤرخين العثمانيين الأوائل أمثال "شكر الله أنوري" (1388م-1488م) والصدر الأعظم "محمد پاشا القرماني" (توفي 1481م) و"مولانا حامِدي الأصفهاني" (المولود 1439م) و"محمد بن الحاج خليل القونيوي" و"إدريس البتليسي" (1452م أو1457م – 1520م) وجميع المؤرخين الرسميين للدولة العثمانية في عهد تيمورلنك وعلى رأسهم المؤرخ "شهاب الدين بن عربشاه" (1389م-1450م) الذي كتب تاريخ عهد تيمورلنك، بأن السلطان بايزيد وافاه الأجل وتوفي وفاة طبيعة، ويشاركهم المؤرخون الإيرانيون في هذا الرأي أيضًا.
يقول الشاعر والمؤرخ وحكيم البلاط العُثماني زمن السُلطان بايزيد الأوَّل تاج الدين "إبراهيم بن خِضر" الشهير بِلقب "أحمدي" (1334م- 1413م) في كتابه "تواريخ ملوك آل عثمان": «لقد كان السلطان بايزيد سلطانا عادلا وكاملا مثل والده وجدِّه يحب أهل العلم ويكرمهم ويكن لهم التقدير، وكان يُسعد الزهاد والعباد، فكان زهده واضحا، وكان مشغولا بالزهد ليلا ونهارا، ولم يتناول بيده كأس خمر قط، ولم يستمع إلى المعازف. لقد كان سلطانا يتصف بعدالة عمر».
وكان السلطان بايزيد هو أول سلطان عثماني يرسل موكب الصرة الهمايونية إلى الأراضي الحجازية المباركة، التي اتخذها السلاطين العثمانيون من بعده عادة.
بعد وفاة السلطان بايزيد، أعلن تيمورلنك أن الأراضي التي كانت تابعة للسلطان بايزيد ومن بينها أراضي الأمراء الذين كانوا يُوالونه قد أصبحت تحت سيطرته الآن.
وهكذا، دخلت الإمبراطورية العثمانية في فترة فراغ من السلطة اسمها "عهد الفترة العثماني"  حيث تفرقت الدولة العثمانية وتنازعها أكثر من شخص، واستمر الحال 11 عاماً إلى أن استطاع محمد چلبي بن السلطان بايزيد إعادة توحيد الدولة العثمانية في كيان واحد عام 1413م.
تقلصت حدود الدولة العثمانية باستثناء چوروم وأماسية وتوقاد، إلى حدودها خلال فترة السلطان أورخان غازي جدّ السلطان بايزيد الأول. وبسبب حملات تيمورلنك العسكرية في الأناضول والمناطق المحيطة بها، تعطل تدفق التجارة في الأناضول.
تولت جمهورية البندقية وجمهورية جنوة التجارة البحرية في شرق البحر الأبيض المتوسط، بينما كان الهيكل الديموغرافي للأناضول يتغير جزئيًا بهجرة سكانها إلى أرض الروملي والبلقان.