Армия, которую Мехмед собрал во Фракии из всех провинций своей империи, составила в конечном счете несколько сотен тысяч человек, включая двадцать тысяч нерегулярных войск. Ее ядро составляли двенадцать тысяч янычар. Султан лично позаботился о снаряжении армии, используя оружейные мастерские всей империи для изготовления нагрудных пластин, щитов и шлемов, дротиков, мечей и стрел, а его инженеры сооружали катапульты и стенобитные тараны. Против этой силы греки в Константинополе, население которого сократилось и составляло менее пятидесяти тысяч человек, могли выставить всего семь тысяч защитников. В это число входило около двух тысяч иностранцев, главным образом венецианцев и генуэзцев, которые объединились, чтобы помочь горожанам «ради чести Господа Бога и христианства», вместе с командами судов, находившихся в бухте Золотой Рог. С этим войском византийцам предстояло оборонять 14 миль городских стен. Более того, в их распоряжении были только легкие пушки.

Их воодушевило лишь своевременное прибытие генуэзского эксперта по обороне городов-крепостей Джованни Джустиниани, которого император назначил главнокомандующим и который немедленно при активной помощи населения приступил к работе по укреплению стен, расчистке рвов и улучшению обороны в целом. Были собраны все имеющиеся запасы оружия для его перераспределения туда, где оно требовалось больше всего. Испытывая нехватку не только в живой силе, но и в деньгах, император учредил фонд обороны, в который вносили пожертвования частные лица, монастыри и церкви. В церквях переплавляли серебряную утварь, чтобы чеканить монеты.

Султан прекрасно понимал причину неудач предшествующих осад Константинополя: город подвергался атакам только со стороны суши. Византийцам всегда приносило пользу господство на море, и они могли доставлять морем запасы воды. Турки же зависели от христианских судов для транспортировки своих войск из Азии. Поэтому, как отчетливо видел Мехмед, было жизненно необходимо собрать не только наземные, но и военно-морские силы. Этому вопросу он уделил самое пристальное внимание. И теперь осадный флот Мехмеда состоял не только из старых, но и из новых судов, быстро построенных на верфях Эгейских островов, и насчитывал около 125 кораблей различных размеров, наряду с различными вспомогательными судами.

Весной 1453 года эта армада под командованием болгарского адмирала вышла из Галлиполи в Мраморное море, и греки, к своему изумлению и ужасу, поняли, что турки обрели флот, который оказался в пять раз больше, чем их собственный. Султан собрал совет министров, чтобы обнародовать планы войны и получить санкцию на их реализацию, сумев убедить министров, что теперь османы господствуют на море. Он утверждал, что, несмотря на прошлые достижения, Османская империя никогда не будет в безопасности, пока не овладеет Константинополем. По ряду причин он был убежден, что город нельзя считать неприступным. Лично для него, заключил Мехмед, ясно одно: если он не сможет править империей, включающей Константинополь, то предпочел бы не править вовсе. Совет единогласно поддержал его.

Султан также получил поддержку духовенства. Армия султана верила, что сам Пророк Мухаммед отведет особое место в раю тому солдату, который первым ворвется в город. Разве Мухаммед не пророчил: «Они завоюют Константинию. Славой будут покрыты князь и армия, которые сделают это!» Султан сам часто заявлял, что будет именно этим князем, торжествующим над «неверными» во имя ислама.

Греки, со своей стороны, были очень встревожены дурными предзнаменованиями, преследовавшими их на протяжении всей долгой и суровой зимы: землетрясения, ливни, зарницы, кометы, наводнения. Все они, по их мнению, предвещали конец империи и приход Антихриста. В канун Рождества Христова в огромном храме Святой Софии прошла торжественная служба, на которой был провозглашен союз между греческой и латинской церковью, ранее согласованный во Флоренции. Но греческая конгрегация неохотно принимала этот факт, и лишь немногие греки были готовы войти в церковь, где служили только священники, поддержавшие союз.

С наступлением весны султан стал перебрасывать свою огромную армию через Фракию к стенам города, куда тяжелая артиллерия прибыла раньше, а он подошел с последним отрядом 2 апреля 1453 года, в понедельник Пасхальной недели. Мехмед поставил свой шатер, ставший штаб-квартирой, на возвышенности, напротив центральной части стен сухопутной стороны. Янычары стали лагерем вокруг него, и вблизи была оборудована огневая позиция с гигантским орудием и еще двумя — меньшего калибра. Император занял позицию прямо напротив позиции султана, у ворот Святого Романа, имея на флангах войска генуэзцев под командованием Джустиниани. Дабы продемонстрировать поддержку еще и христиан Венеции, он велел провести тысячу венецианских моряков, одетых в узнаваемую форму, по стенам, чтобы все турки могли их видеть.

Дипломатия не дала результата, и император написал султану: «Поскольку очевидно, что ты хочешь войны больше, чем мира, и я не могу удовлетворить тебя ни моими заверениями в искренности, ни моей готовностью клятвенно подтвердить лояльность, пусть будет так, как ты желаешь. Теперь я обращаюсь к Богу и взираю только на Него. Если Он пожелает, чтобы город стал твоим, кто сможет противиться этому? Если он дарует тебе желание мира, я буду только счастлив. Но я освобождаю тебя от всех твоих клятв и договоров со мной и закрываю ворота моей столицы. Я буду защищать свой народ до последней капли крови. Правь в согласии с Высшей Справедливостью, пока Бог не призовет нас обоих к Себе, чтобы рассудить».

Итак, ворота города были закрыты и мосты через рвы снесены. Для защиты стен с морской стороны под наблюдением генуэзцев была протянута цепь из деревянных понтонов через вход в бухту Золотой Рог. Она защищала двадцать шесть кораблей, стоящих в бухте. До этого семь кораблей — шесть критских и один венецианский — тайно отплыли, чтобы избежать осады, с семью сотнями итальянцев на борту. Но больше подобных дезертирств не было. Всю Святую неделю народ молился в церквях об избавлении. Когда она окончилась, султан в соответствии с законом ислама направил своих парламентеров с флагом перемирия и последним предложением мира. В обмен на добровольную сдачу он обещал сохранить жителям города жизнь и собственность под османским протекторатом. Горожане сдаться отказались. И 6 апреля начался обстрел. Неделю спустя он усилился и продолжался без перерыва в течение шести недель.

В стремлении проломить стены города султан полагался скорее на артиллерию, чем на людскую силу, причем не только на пушки и мортиры, но и на катапульты. Его войска, однако, не смогли добиться быстрого успеха. Хотя стены во многих местах были повреждены огромными ядрами, а несколько башен снесено, существенных проломов в стенах не было, и четырехчасовой штурм осман окончился неудачей. Греки под руководством Джустиниани быстро ликвидировали ущерб и укрепили ослабленные участки, используя для этого тюки шерсти и куски кожи, но там, где угроза была наибольшей, соорудили частокол из деревянных брусьев и бочек с землей.

Ничуть не успешнее оказалась и атака турок с моря, где корабли султана дважды пытались преодолеть понтонное заграждение на входе в бухту, и оба раза их постигла неудача. Более того, в середине апреля три генуэзские галеры, нагруженные оружием и боеприпасами и сопровождаемые греческим транспортом с Сицилии, смогли пройти через Дарданеллы и появились перед городом. Получив известие об их прибытии, султан лично отправился к адмиралу, чтобы отдать приказ. Он должен захватить и потопить суда и, если не сделает этого, пусть лучше не возвращается живым. В течение всего дня, на виду у жителей города, бушевало морское сражение. Корабли христиан, лучше вооруженные и управляемые опытными моряками, успешно миновали турок и благополучно вошли в убежище — бухту Золотой Рог. Султан, наблюдая за поражением своих кораблей с берега Босфора, настолько разгневался, что загнал своего коня в воду и, несмотря на свое невежество в морском деле, стал выкрикивать команды адмиралу и его экипажам, сопровождая их проклятиями. Но и это ничего не изменило. После сражения он излил на адмирала все свое негодование, подвергнув его порке и угрожая посадить на кол. Вместо этого он снял адмирала с должности и конфисковал всю его личную собственность, распределив ее между янычарами.