ニカイア攻囲戦
5月16日、テュルク人の守備兵が城外へ攻撃に出たが、戦闘の結果200名ほどを失い退却を強いられた。彼らは東方のメリテネで戦っているクルチ・アルスラーン1世に応援を要請した。ニカイアに戻ってきたクルチ・アルスラーン1世はやがて十字軍本隊の強さを思い知ることとなる。先遣隊は5月20日にレーモンとロベール2世の部隊と衝突して敗北し、翌5月21日にはクルチ・アルスラーン1世の本隊が、夜中まで続いた激戦の末に敗北を喫した。両軍とも被害は甚大だったが、ついにクルチ・アルスラーン1世はニカイア守備兵の嘆願にもかかわらず撤退を決めた。この戦いの後、勝った十字軍側は投石機でセルジューク兵の首を城壁内の市街に投げ込み、立てこもる市民を脅かしたという(下の写本挿絵参照)。
5月の下旬には十字軍の後続が続々とニカイアに到着し、ノルマンディー公ロベール2世やブロワ伯エティエンヌ2世の部隊も6月始めに到着した。レーモンとアデマールは大きな攻城塔を建造して城壁の塔に近づけ、塔に立てこもる守備兵らと交戦し、一方で地下では工兵が城壁や塔の下にトンネルを掘り進んだ。トンネル上の塔は重みで崩れたが、攻城戦にそれ以上の進展はなかった。
東ローマ帝国皇帝アレクシオス1世コムネノスは十字軍と連合して戦うことはせず十字軍の後方を進軍しており、ニカイア攻囲戦の最中はペレカヌム(Pelecanum)付近に陣取っていた。皇帝は陣地から軍船を陸送してアスカニウス湖に浮かばせ、十字軍のニカイア封鎖を支援しようとした。これによりニカイアは外部からの食糧の補給路となっていた湖上の水運を失うはずであった。船は、6月17日に Manuel Boutoumites の指揮下で湖に到着した。将軍タティキオス(Tatikios)も2,000人の歩兵とともにニカイアに到着した。
一方、十字軍がニカイア陥落後に略奪や虐殺をするのを恐れるアレクシオス1世は、 Boutoumites 将軍に、十字軍には極秘でニカイア市と降伏の交渉を進めよと命じた。タティキオスが十字軍と合流して城壁への直接攻撃を行う間、Boutoumites は城壁を攻める振りをして交渉を行い、あたかも戦いでニカイアを征服したように見せかけるようにとの指令だった。クルチ・アルスラーン1世も撤退前にギリシア人市民らにアレクシオス1世への降伏を勧めていた。こうして6月19日、テュルク人守備兵は Boutoumites 将軍に投降し、ニカイアには東ローマの旗が翻った。