Могущество ранней Османской империи, в основном созданное Мурадом I, не только сохранялось, но и возросло при его сыне Баязиде I (правил в 1389–1402 годах). Это был суровый, воинственный человек, уже имевший немалый опыт военных действий. На равнине Косово он отличился, командуя правым крылом. Поскольку его любимой тактикой было нанесение внезапных молниеносных ударов, современники прозвали его Йылдырым – Молниеносный. Задача, стоявшая перед ним, – он ее ясно понимал – заключалась в продолжении и укреплении работы его отца. Он с ней хорошо справлялся, и империя благополучно пережила катастрофу, обрушившуюся на нее в 1402 году, и последующие десять лет беспорядков. На протяжении всего этого периода монархи дома Палеологов в Константинополе оставались фактически османскими вассалами. Это стало очевидно в 1390 году, вскоре после восхождения на трон Баязида, когда император Мануил под давлением султана принял с ним участие в завоевании Филадельфии (Алашехира), последнего греческого владения в Малой Азии. В Европе следующей целью османов было завершение покорения Болгарии и Восточной Фракии. Древний город Тырново, где короновались болгарские цари, сдался Баязиду 17 июля 1393 года. Последнее противостояние, в котором выдающуюся роль сыграл отважный патриарх Евфимий, не смогло изменить судьбу болгарского народа, которому предстояло шесть веков османского господства. Османские силы в ходе военных действий захватили важные плацдармы за Дунаем. Баязид на раннем этапе своего правления также вел военные действия с принцами, которые правили частями прежних сельджукских владений в Анатолии. В 1391 и 1392 годах он аннексировал Алашехир, Айдын, а также Аясолук (Эфес), Сарухан, Текке, Ментеше, Бейшехир и Карахисар на западе и юге. Вскоре после этого к нему перешли Османсик, Кастамону и Амасья на севере. Ему пришлось поспешно отправиться в Европу, когда на его территории к югу от Дуная вторгся валашский господарь Мирча Старый, который, вероятно, действовал совместно с некоторыми турецкими принцами, в первую очередь правителем Амасьи. Тяжелое сражение на Аргеше летом или осенью 1393 года завершилось неблагоприятно для валахов, и Мирче пришлось смириться со статусом вассала и обязательством платить дань, отказавшись от независимости страны. Другое приращение территории в Малой Азии имело место, когда города Токат, Сивас и Кайсери попросили защиты султана от планов местного поэта-принца Бурханеддина и признали верховную власть османов. В 1394 году Баязид, таким образом, стал бесспорным хозяином огромной империи, протянувшейся от Ниша до Восточной Анатолии, между которыми оставался только небольшой, но очень важный анклав – Константинополь. Не без оснований считая себя одним из самых могущественных восточных правителей, Баязид посчитал нужным утвердить свою позицию, получив от современного аббасидского марионеточного халифа в Каире документ, формально дающий ему титул «султан Рума», то есть правитель восточных римлян – жителей Константинополя. Дискуссионный вопрос о семилетней осаде Баязидом Константинополя (1394–1401) здесь обсуждаться не будет. Многие ученые сомневаются, была ли эта осада вообще. Вероятнее всего, регулярной военной операции все-таки не было, а сложилось положение дел, которое сегодня назвали бы холодной войной, причиной которой стало упорное сопротивление Палеолога условиям, навязанным ему, как фактическому вассалу османов. Скрытая блокада, несущая экономический крах городу, расположенному в месте соприкосновения двух гигантских османских территорий, являлась очевидной политикой в таких обстоятельствах.
Военные успехи Баязида вызвали большую тревогу среди христиан Западной Европы и, похоже, на какое-то время возродили дух крестоносцев. Венгерский король Сигизмунд возглавил армию переполненных энтузиазмом, но не имевших военной подготовки христианских воинов, и отправился из Буды к Никополю, османской крепости на болгарской стороне Дуная, которую они осадили. Из-за постоянных разногласий командиров этой армии Баязид сумел 27 сентября 1396 года разбить ее, и Сигизмунду пришлось преодолеть немалые трудности, чтобы вернуться домой. Убийство военнопленных было осуществлено по приказу султана. Баварскому рыцарю Иоганну Шильтбергеру удалось выжить. Он пережил множество опасных приключений среди турок, монголов и мамлюков, а также в Константинополе и, вернувшись домой, написал книгу мемуаров, завоевавшую популярность. Говорят, что османские войска, преследовавшие крестоносцев, дошли в западном направлении до Штирии. Франкские правители, в те времена удерживавшие большую часть Греции, были наказаны за свои симпатии к крестоносцам рядом энергичных турецких набегов. Триумфальная карьера Баязида, однако, после этого довольно скоро прервалась. Он продолжил политику экспансии в Малой Азии, разгромил правителя Карамана и других правителей, однако эта политика привела его к конфликту с могущественным центральноазиатским завоевателем Тимуром (Тамерланом). Свергнутые принцы поспешили в лагерь Тимура и настроили его против алчного османского султана. Нападение Баязида в 1400 году на правителя Эрзинджана, мусульманского принца якобы армянского происхождения, признавшего верховную власть Тимура, явилось поводом для войны. Сначала Тимур отомстил, разграбив город Сивас и уничтожив его османский гарнизон. Ему все еще приходилось думать об обеспечении безопасности своего южного фланга от угрозы мамлюков Сирии. В 1402 году он вернулся в Малую Азию. Известная битва при Анкаре (Ангорская битва) имела место 20 июля. С самого начала Баязиду не сопутствовала удача, потому что моральный дух его армии не был высок. Его мусульманским войскам не хватало фанатизма в братоубийственной войне со своими собратьями по вере, да и большинство рекрутов с аннексированных территорий в душе оставались преданными своим прежним правителям. А христианские вспомогательные части втайне радовались тому, что султану будет преподан урок. С разгромленным и взятым в плен Баязидом Молниеносным Тимур сначала обращался вполне по-рыцарски, однако после попытки побега его стали возить в железной клетке. Пленный османский султан умер в неволе 8 марта 1403 года, причем, согласно некоторым источникам, от своей руки.
Несмотря на увлеченность Баязида I военными делами, он не пренебрегал искусством и литературой. Согласно традиции, он жертвовал в религиозные фонды, возводил здания, среди которых можно назвать большую мечеть и школу по изучению Корана в Бурсе. Он был на дружеской ноге с богословами и покровительствовал поэтам и ученым.
Османская империя получила при Анкаре смертельный удар. В анатолийских провинциях, аннексированных Баязидом, Тимур восстановил прежних правителей и от всех мусульманских принцев Малой Азии получил признание своей верховной власти. Для правления османскими владениями в Европе он назначил одного из сыновей Баязида I, Сулеймана. Таким образом, все турецкие владения «Рума» формально оказались включены в огромную империю Тимура. Однако Тимур умер в Отраре, что в Центральной Азии, 19 января 1405 года, и его империя вскоре распалась.
Для византийцев это означало передышку от османского окружения. Константинополь оставался греческим еще полвека.
Поражение и распад 1402 года завершило первый этап османской истории. Следующий период, продолжавшийся до восстановления и повторного объединения империи Мехмедом I, является десятилетним междуцарствием, во время которого происходили следующие события. У Баязида осталось пять сыновей. Четверо из них – Иса, Сулейман, Муса и вышеупомянутый Мехмед – уцелели при Анкаре, а пятый, Мустафа, исчез – вероятно, был убит в сражении. Мехмед обеспечил себе плацдарм в регионе Амасьи и Токата. Иса захватил власть в Бурсе. Сулейман был отправлен Тимуром в Румелию – таково было общее название европейских территорий. Муса был пленником в руках правителя Гермияна. Мехмед предложил Исе разделить между ними Анатолию, а когда Иса отказался, пошел на него войной. Иса потерпел поражение в сражении при Улубаде и укрылся у византийцев. Сулейман, которому не нравилось править одной только Румелией, послал войска в Анатолию под командованием Исы, который снова потерпел поражение от рук Мехмеда и погиб. В 1404 году Сулейман сам выступил в Малую Азию во главе армии, которая изгнала Мехмеда из Бурсы, а годом позже – из Анкары. Тем временем Муса был освобожден правителем Гермияна и объединился с Мехмедом, поставившим его во главе экспедиции, которая должна была атаковать Сулеймана в Румелии при поддержке сербов. Но Сулейман сумел остановить захватчиков у Константинополя и заставить их отступить. В 1410 году, однако, Муса успешно высадился в Европе. Войска Сулеймана, воспользовавшись благоприятной возможностью, взбунтовались. Применяемые им жестокие методы сделали его в высшей степени непопулярным. Сулейман бежал и вскоре после этого был убит. Муса, ставший, таким образом, хозяином Румелии, не желал признавать Мехмеда султаном. Его первым шагом стало нападение на сербов, на которых он возложил вину за свое предыдущее поражение от Сулеймана. Он также вторгся в Фессалию. Когда он потребовал дань от византийского императора Мануила, последний вступил в союз с Мехмедом против него. Это сначала скорее повредило, чем принесло выгоду византийцам. Мехмед был занят в Анатолии, его власть оспаривалась местными правителями в Смирне и Анкаре. После покорения этих нарушителей спокойствия Мехмед смог покарать Мусу. В 1412 году он вторгся в Румелию и наконец разгромил его армию в районе Чамурлу (недалеко от Софии). Это было в июле 1413 года. Поддержка сербов, которые присоединились к Мехмеду против Мусы, а также от греков, внесла весомый вклад в эту победу, сделавшую Мехмеда неоспоримым султаном вновь объединившейся империи. Свою благодарность им он выразил уступкой некоторых земель.