, kalkanları ve gürzleri kızıldı. Diğer bir kısım süvari alayı sarı, başka bir süvari alayı da beyaz elbiseler ve takımlarla donatılmıştı. Orduya; Orta Asya, İran, Afganistan ve Kafkasya'dan 20 sultan katılmıştır. Ordu Hindistan'dan temin edilen savaş filleriyle desteklenmiştir. Timur'un ordusuyla birlikte Anadolu'ya girdiği haberini alan Bayezid, silah altına çağırdığı Sırplardan ve himayesi altına almış olduğu Türk Beyliklerinden oluşturduğu ordusuyla, Bursa'dan hareket ederek Timur'u karşılamak üzere Doğu Anadolu'ya doğru yönelmiştir. Timur'un Sivas'ta olduğunu öğrenince savaşı, Akdağmadeni yöresinde yapmak istemiştir. Sivas'tan ayrılan Timur, Tokat'a yönelmiş ve burada bulunan kaleyi kuşatmıştır. Fakat kale surları çok yalçın ve sarp kayalık bir arazi üzerine kurulmuştur, alınabilmesi içinse uzun bir kuşatma gerektirmektedir. Osmanlı ordusunun kendisine doğru yaklaştığı haberini Ebu Bekir komutasındaki keşif kollarından öğrenen Timur, kuşatmayı kaldırarak bu şehri es geçmiştir. (bu olayla birlikte Timur'un hayatı boyunca alamadığı tek yer Tokattır)

Ordusu çoğunlukla süvarilerden oluşan Timur, piyade birliklerinden oluşan Osmanlı ordusuyla bu bölgede bulunan dar geçitlerde savaşarak başarılı olma şansının az olduğunu fark etmiş ve ordusunun yüksek manevra kabiliyetini kullanarak hızla güneye, Kayseri'ye doğru ilerlemiştir. Tokat ile Kayseri arasındaki mesafeyi ortalama 6 günlük bir zamanda katedip burada 4 gün mola veren Timur ordusu, bundan sonra Ankara'ya doğru hareket etmiş ve kenti kuşatmıştır. Tokat havalisine doğru yaklaşan Bayezid ise, dağların geçitlerini kuvvetli olarak askerleriyle kapatarak zorunlu güvenlik önlemlerini almıştır. Kalan askerleriyle birlikte ormanlık bir arazide, neredeyse tamamı süvarilerden oluşan Timur ordusunu yenebileceğini düşünmüştür. Ankara'nın kuşatılış haberini aldığında ise, stratejik bir manevra hatası yaparak, temmuz ayının acımasız sıcağı altında yürüyüş yapmış olan yorgun ordusuna tekrar yürüyüş emri vererek Ankara'ya, Timur orduları üzerine süratle harekete geçmiştir. Timur, Bayezid'in kendisine doğru varmakta olduğunu öğrenince, şaşırmış ve kuşatmayı kaldırarak kuzeye, Çubuk Ovası'na çekilmiştir. Osmanlı Ordusu gelene kadar aralarındaki su kuyularını zehirlemiş, çit, hendek, tuzak ve askerlerini saklayabilmek için tahkimat hazırlamıştır.

19 Temmuz 1402'de Bayezid adına yaraşır süratiyle kuzeydoğu yönünden geldiği Çubuk Ovasında, Timur'un ordusunu, atları besiye bırakılmış, askerleri dinlenmeye çekilmiş, dağınık ve emniyetsiz fakat en iyi mevkide, Çubuksu nehrini arkasına almış bir vaziyette bulur. Osmanlı ordusu ise yorgun ve su sıkıntısı çekmekteydi. Hiç gecikmeden divan'ı toplayan Bayezid, durum değerlendirmesi yapar. Yanında bulunan tüm paşaları, vezirleri ve oğulları hemen saldırıya geçip düşman ordusunu imha etmeyi teklif etmişlerse de, Bayezid bir hata daha yaparak, böyle bir saldırının mertçe olmadığını ifade etmiş ve yol yorgunu ordusunun savaş öncesi dinlenmeye ihtiyacı olduğunu belirterek konaklamayı tercih etmiştir. Timur orduları sayı bakımında Osmanlı ordusuna üstün olmakla beraber Bayezid, Timur'a karşı gerçekleştirmiş olduğu bu savaşta muzaffer olmayı umut ediyordu. Bu umudu; Niğbolu'da, kendi ordusunun donanım ve teçhizatı bakımından üstün, Avrupa'nın en elit Haçlı ordusuna karşı kazanmış olduğu zaferin vermiş olduğu güvenden doğuyordu. Timur ise bu savaşı kazanmakla birlikte, sırtını sağlama aldıktan sonra kılıcını Çin'e doğru çevirebilecekti.

Osmanlı ordusunun Çubuk Ovasındaki savaş düzeni şöyledir; Azaplar, Yeniçeriler ve Tımarlı Sipahilerden oluşan merkez kuvvetlerine Bayezid kumanda ediyordu. Sadrazam Çandarlı Ali Paşa, Mustafa Çelebi, İsa Çelebi ve Musa Çelebi onun yanında yer alıyorlardı. Sol cenahta bulunan Rumeliden tedarik edilmiş birliklere Süleyman Çelebi, sağ cenahta Osmanlı himayesi altında bulunan Anadoludaki Türk Beyliklerinden tedarik edilmiş birliklere ise Vezir Kara Timurtaş Paşa kumanda ediyordu. Mehmed Çelebi de esas ordunun gerisinde Karakoyunlu Beyliğinden tedarik edilmiş olan ihtiyat kuvvetlerinin başında bulunmaktaydı. Sol cenahın ihtiyat kuvvetlerini Sırbistan Despotu (Aynı zamanda Bayezid'in kayınbiraderi) Stefan Lazareviç'in kumandası altında 10 bin'e yakın zırhlı Sırp askerleri oluşturuyordu. Sağ cenahın ihtiyat kuvvetlerinde ise Kara Tatarlardan oluşan süvari alayı bulunmaktaydı. Ayrıca Süleyman Çelebinin kumandası altında Akıncı kuvvetleri de vardı.

Timur ordularının Çubuk ovasındaki savaş düzeni ise şöyledir; Timur ordunun merkezinde yer alıyordu. Sağ cenahta Miranşah bulunurken, sol cenaha ise Şahruh Mirza ve Halil Sultan kumanda ediyordu. Hindistan'dan getirilen zırhlı 32 savaş fili "İsen Buga" komutası altında ordunun önünde sıralanmıştı. Muhammed Mirza da ana ordunun gerisinde Harezm ve Maveraünnehirden tedarik edilmiş olan ağır zırhlı süvari alayından oluşan ihtiyat kuvvetlerine kumanda ediyordu. Pir Muhammed ve İskender Mirza onun yanında yer alıyorlardı. Timur, ikiye ayırmış olduğu merkez kuvvetinin sol kanadına Emir Celal el-İslam, sağ kanadına ise yeğeni Cihanşah kumanda ediyordu. Ayrıca daha önceden Timur'a sığınmış olan Aydınoğulları, Menteşeoğulları, Germiyanoğulları, Saruhanoğulları gibi Anadolu Beyliklerinden oluşan tümenler de Miran Şah komutası altında sağ cenahın gerisinde yerlerini almışlardı.

20 Temmuz 1402'de iki ordu, sabah namazlarını kıldıktan sonra savaş düzeni aldılar. Bayezid, Niğbolu Savaşı'nda kullanmış olduğu hilal taktiğini uygulamak için ordusunun en ön safında yer alan Azaplara saldırı emrini verdi. Bu saldırı emriyle savaşı başlatmış oluyordu. Fakat Çubuk ovası düzlük bir arazi olmasıyla birlikte bodur çam ağaçlarıyla ve boyu aşan otlarla doluydu, bu durum Azapların saldırısını yavaşlatıyordu. Azapların saldırıya geçtiğini gören Timur, karşılık olarak merkezde bulunan Serbedâri piyadelerini kullanarak Azapların üzerine ok yağdırmaya başladı. Okçuların yoğun ok yağmuruna hedef olan Azaplar, ağır zayiatlar vererek geri çekilmeye başladılar. Uyguladığı taktiğin işe yarayamadığını fark eden Bayezid, Yeniçerilere ve Sipahilerine saldırmalarını emretti. Bu taarruza karşılık olarak Timur da, komutanı "İsen Buga"'ya saldırı emri vererek yüksek çam ağaçlarının içerisine gizlemiş olduğu ordusunun en önünde yer alan birbirlerine zincirlerle bağlı savaş fillerini ileri sürmüştür. Bununla birlikte Miran Şah'ı, Süleyman Çelebi komutasındaki birliklerin üzerine saldırtarak Yeniçerilere takviye birlik gelmesini önlemeyi hedeflemiştir. Timur ordusunun ikiye ayrılmış olan merkez kuvvetlerinin önünden sağlı sollu çıkan savaş filleri, Yeniçeriler ve Sipahilerin şaşırmasına neden olmuştur. Çünkü Osmanlılar, o zamana kadar yapılan hiçbir savaşta fillerle karşılaşılmamıştır. Yine de saldırıya devam eden Yeniçeriler, uygulayacakları sahte ricat'ı erken yaparak Sipahilerin fillerle karşı karşıya gelmelerine neden oldular. Savaşın en kanlı ve şiddetlisi olan bu çatışmada savaş filleri, Yeniçerilerin ok atışları ve Sipahilerin yapmış oldukları saldırılar sonucu etkisiz hale getirilmiştir, fakat Osmanlı askerleri de çok ağır kayıplar vermiştir.

Fil hücumunun ardından Timur, merkez kuvvetlerinin Yeniçerilere saldırmalarını emretmiştir. Bunu gören I. Bayezid, Rumeli birliklerinin saldırı altında olmasından dolayı, ordusunun sağ cenahında bulunan Kara Timurtaş Paşa komutasındaki Anadolu askerlerini ve Kara Tatarları, Yeniçerilere takviye olarak savaş meydanına sürmek için emir verdi. Fakat Timur ile daha önceden anlaşmış olan Kara Tatarlar, taarruz sırasında Bayezid'e ihanet ederek yön değiştirmişlerdir. Kara Tatarlar direkt olarak Rumeli ve Sırp askerlerinin arkasına sarkıp, onlara ok yağdırmak suretiyle saldırıda bulunurlar. Miranşah ile Süleyman Çelebi arasında geçen çatışma sırasında, Timur tarafında bulunan Anadolu Beylerinin kendi sancaklarını açması sonucu, bunları fark eden Osmanlı ordusundaki Anadolu birlikleri de, kendi beylerinin yanında saf tutarak, Timur tarafına geçerler. Yeniçeriler ve Rumeli birliklerinin hiç beklemediği bu saldırı karşısında Osmanlı ordusu tam bir bozgun havasına girmiş olur. Bir tek Rumeli ve Sırp müttefikleriyle Yeniçeriler sırt çevirmeyerek Bayezid'in yanında sonuna kadar savaştılar. Bu bozgun karşısında ordusuna genel taarruz emri veren Timur, I. Bayezid'in canlı olarak ele geçirilmesini emretmiştir. Şahruh Mirza komutasındaki birliklerin seri manevrasıyla iyice kuşatılan Osmanlı ordusundaki Vezirler, İsa Çelebi, Süleyman Çelebi, Mustafa Çelebi ve Mehmet Çelebi kuşatmayı yararak kaçmayı başarmışlardı. Şehzadelerin kaçtığını fark eden Stefan Lazarević, Bayezid'e geri çekilmesi gerektiğini söylese de o bunu reddetmiş ve savaşmaya devam etmiştir. Ortalama 10 saat süren savaşın sonlarına doğru geri çekilmek zorunda kaldığı Çataltepe'de elinde kalan yaklaşık birkaç bin Yeniçeriyle atının üstünde çarpışmaya devam eden Bayezid sonunda gece çökmek üzereyken Minnet Bey tarafından kaçmaya ikna edildi. Yıldırım kuşatmayı yararak Çataltepe'den 16 km uzaklaşmayı başarsa da atı tökezleyip düşünce Han unvanına haiz Mahmut tarafından yakalanıp bağlandı. Çelebi Mustafa, beylerbeyi Timurtaş ve Hoca Firuz da padişah ile birlikte esir düşmüştür.

Savaş sonrası Timur, esir alınan Yıldırım Bayezid'e esir gibi davranmamıştır. Her daim yanında bulunmasını sağlayarak tüm ihtiyaçlarını gidermiş, kendi çadırı yanında ona ve oğluna çadır kurdurmuş ve dostça davranmıştır. Daha sonra emri altındaki komutanlar vasıtasıyla ordusunu Anadolu üzerine dağıtarak Bursa'ya kadar olan bölgeleri işgal ve istila etmiş ve kendi tabiiyetine bağlamıştır. Hristiyan Hospitalier Şövalyeleri denetimi altında bulunan İzmir'i fethederek, bu bölgenin yönetimini Müslümanlara bırakmıştır. Ankara Muharebesi yenilgisi; Osmanlı Devleti'nin geçici süreliğine dağılarak, devletin imparatorluk aşamasına geçmesinin ve İstanbul'un Fethi'nin 50 yıl kadar gecikmesine, Anadolu`daki Türk siyasal birliğinin bozularak Anadolu beyliklerinin yeniden kurulmasına ve Osmanlı tarihinde Fetret Devri olarak bilinen 11 yıllık bir iktidar boşluğu dö