正当奥斯曼人的扩张征服之势锐不可当，大有席卷东南欧，征服整个拜占廷帝国之际，位于东方的帖木儿王朝在中亚的兴起，成为了奥斯曼人在亚洲扩张和征服过程中，最大的威胁和挑战者，并在著名的安卡拉战役中，彻底打败了骄横一世的巴耶济德一世，使得他木人战败而亡，使得他的奥斯曼帝国的美梦彻底地破灭了，改变了奥斯曼人的历史发展进程。尤其是使于年拜占廷帝国逃过一劫，又苟延残喘了大约50年。
帖木儿王朝的奠基人帖木儿，也是世界历史上的一位伟大的征服者。1336年10月，他出生于中亚撒马尔罕境内的布喀喇。他的父亲，是一位皈依了伊斯兰教，并已经完全突厥化了的蒙古贵族，家庭贵而不富。帖木儿由于具有蒙古人的血统，所以人高马大，体格健壮，但由于家境衰败，所以从小性格孤独、腼腆，与他人很少往来，但在母亲而前却无拘无束。长大后他任性妄为，不务正业，时常结伙拦路抢劫。一次帖木儿率领部下500余骑抢劫阿富汗人的畜群，遭到痛击。搏斗中不幸坐骑被击毙，其右足伤残成了瘸子，以后就被人们称之为跋子帖木儿。1370年6月，帖木儿通过阴谋，率领部下靠阿富汗人的帮助，推翻了撒马尔罕的统治者，自立为王。他利用中亚突厥游牧部落组成的强大骑兵，经过数年的对外征战，把在中亚蒙古人继承的一些小国统一成为了一个帝国，定都撒马尔罕。不久，他与一位成吉思汗的后裔结婚，从而把伊斯兰化的突厥传统与蒙古传统结合了起来。使它成为帖木儿王朝的精神支柱。
帖木儿是一位野心勃勃、狂妄不可一世的人物。他常说，既然天上只有那么一个真主，那么人世间也就应该只有一个帝王，梦想追踪成吉思汗的业绩，去征服整个世界。帖木儿有着一支由突厥人与蒙古人组成的庞大骑兵队伍，号称军帐五万座。这支庞大的骑兵队伍个个凶猛漂悍，暴庚成性，兵锋所到之处尸骨遍野，一片废墟，几乎无人敢与争斗，对各地的社会发展造成了极为严重的破坏。1378年2月，伊斯法罕地区的居民不满帖木儿的残酷统治掀起暴动，帖木儿派铁骑血腥地镇压了这次起义，屠戮居民7万余人，并以死难者的头颅堆成了一座金字塔。1380年7月，贴木儿亲率大军向西进攻波斯，并于1387年4月征服了伊朗高原，粗鲁暴庚的帖木儿屠杀居民逾10万人，许多昔日繁华的城镇被洗劫一空，到处是残砖破瓦，成了不毛之地。1394年6月，帖木儿派兵首次人侵小亚细亚，然后于1399年10月再度派兵人侵小亚细亚，并以蒙古人后裔的资格，对小亚细亚提出了宗主权的要求，而巴耶济德一世则针锋相对与之对抗。
为了遏制帖木儿染指小亚细亚，不使整个小亚细亚屈服于帖木儿的淫威之下，巴耶济德一世改变了过去父辈们姑息迁就小亚细亚诸突厥公国君王的政策，决定消灭那些暗中与帖木儿勾结的突厥公国，以巩固其后方。他首先从其姻弟卡拉曼的手中夺取了军事重镇科尼亚，遂吞并了塞尔柱人与土库曼人的突厥公国。其次他竭力拉拢帖木儿的敌国马木留克王朝。巴耶济德一世派遣信使赴埃及开罗，表示将向马木留克王朝提供财政与军事援助，共同打击人侵美索不达米亚平原的帖木儿王朝。但是，帖木儿也是一位颇有心计的谋略家。当时帖木儿略定波斯，整个局势还不是太稳。位于中亚的金帐汗国与马木留克王朝结盟，不断地浸扰帖木儿的地盘汤中地区，而马木留克王朝则株马厉兵，遥相呼应，准备夹击帖木儿。鉴于这种严峻的形势，帖木儿采取的策略是先近后远，先弱后强的战略战术。他首先击溃了实力较弱的金帐汗国，扫除了北患，然后亲率太军讨伐马木留克王朝，而对实力强大的奥斯曼人则不忙于开战。
1399年夏末，当帖木儿正忙于掠夺印度的征战之时，巴耶济德一世利用马木留克王朝因贝尔格素丹去世后所造成的国内政局混乱，一举吞并了埃及马木留克王朝的藩属国狄尔格底尔，侵占了西里西亚的大部分土地，遂派10万大军人主幼发拉底河的东部，最终统一了整个小亚细亚地区。不仅如此，1400年春，野心勃勃的巴耶济德一世趁帖木儿平息格鲁吉亚叛乱，重建对阿塞拜疆与巴格达的统治之际，夺取了早为帖木儿据有，从叙利亚至小亚细亚重要商路的必经之路爱洛遵占和凯玛赫城，直接侵犯了帖木儿王朝的利益。此时，两个东方大国之间的武装冲突，已经成为完全不可避免的事情了。
尼科堡之战以后，西欧诸国一直处于一种惶惶不安的状态之中。帖木儿王朝的崛起，以及与奥斯曼人之间的冲突，无疑使他们喜出望外。他们视帖木儿为大救星，指望帖木儿能去遏制奥斯曼人对欧洲大陆的侵扰。1398年秋，罗马教皇卜尼法九世在帖木儿王朝的境内苏丹尼耶地区建立了教区，并频频派遣信使到东方，表示愿与帖木儿结成政治军事联盟，共同对付奥斯曼人。帖木儿也利用欧洲诸国与奥斯曼人之间的矛盾，遣派大使游说欧洲各国的统治者，让他们提供大量的战舰供他调遣。为了拉拢安抚拜占廷帝国，帖木儿多次致书拜占廷帝国的摄政王约翰，声称要派大军惩罚巴耶济德一世，并希望扩大两国的经贸往来。
此外，为了迷惑奥斯曼人，帖木儿也频繁地遣使与巴耶济德一世接触，虚伪地表示愿意与他通过谈判解决两国之间的纠纷。帖木儿还盛情礼遇来访的奥斯曼使者，数次致书巴耶济德一世，要求引渡打劫赴麦加朝圣香客的黑羊王朝的哈刺·优素福，指责巴耶济德一世不应该庇护那些不虔诚的穆斯林，其目的是为了争取伊斯兰世界广大穆斯林的支持，给未来争霸小亚细亚的战争披上圣战的外衣。帖木儿在频繁进行外交活动的同时，抓紧时间调兵遣将。他首先把军中的王妃女眷送至安全可靠的后方，又命其长孙穆罕默德率领援军从河中地区日夜兼程赶来与他汇合，并用巧计派军夺回了被奥斯曼人攻占的军事重镇凯玛赫，处死了镇守凯玛赫城的巴耶济德一世长子埃尔图格鲁尔。1402年初，帖木儿亲自统帅80万大军再次进犯小亚细亚。为了鼓舞全军上下将士们的士气，出征前夕，帖木儿不仅举行了盛大的军事检阅，并向全体将士宣布了巴耶济德一世迎娶信奉基督教的塞尔维亚公主、庇护打劫赴麦加朝圣香客的黑羊王朝的哈刺·优素福、站辱神圣伊斯兰教的大量罪名，号召全军将士要英勇杀敌，为伟大的真主而战。闻讯此消息之后的巴耶济德一世也不甘示弱，放弃对拜占廷帝国首都君士坦丁堡的围攻，亲率25万大军回师，前去迎战帖木儿的军队。
在如何迎战帖木儿的军事会议上，骄横一世，刚恨自用的巴耶济德一世，拒绝采纳在水源充足，地形有利的安卡拉附近驻扎大军，放弃了以逸待劳的良策。巴耶济德一世错误地估计，帖木儿会率领大军从锡瓦斯西进安卡拉，双方之间的大决战会在这两地之间发生。于是，巴耶济德一世只在安卡拉留下少量的守军，自己则亲自率领奥斯曼军队中的主力从安卡拉东进，渡过哈里斯河，进人河东岸山谷间的森林地带，再从那里进军帖木儿的军事大木营锡瓦斯。
在进军的途中，巴耶济德一世接到情报说，帖木儿大军已经到达哈里斯河，于是，他便决定在哈里斯河的东岸，选择有利的地形，布下重兵隐在草木茂密的丛林中，并指望在这里得到黑羊王朝突厥土库曼人的援助，从而以逸待劳地全歼帖木儿的军队。帖木儿在侦悉了奥斯曼大军的动向以后，并未渡过哈里斯河，而是迅速移师南部丛山。此刻，被巴耶济德一世废默的小亚细亚突厥公国的君主们，正在全力以赴地为帖木儿提供情报，引路开道。
等了一周一直未见帖木儿大军的踪影，然而自命不凡的巴耶济德一世照旧按兵不动，盲目地亲信自己的判断力。到了第八天巴耶济德一世仍然不见帖木儿大军的影子，这才急忙派他的儿子率一小队骑兵渡河到西岸观察敌情。不久，飞骑回报说，帖木儿大军已经绕过奥斯曼人，朝着安卡拉方向去了。此时的巴耶济德一世大惊失色，急忙传令三军迅速渡河，向西追击帖木儿的军队。帖木儿久经沙场征战的军队多是骑兵，机动灵活，在崇山峻岭间行踪飘忽无定，竭力避免与奥斯曼人的军队接触，并在海里耶萨宿营四天，株马休整，征敛粮食，补充给养，养精蓄锐。同时向安卡拉方向派出侦察部队，探寻扎营地点，凿井取水。最后，帖木儿在探得奥斯曼人的安卡拉城守备空虚之后，指挥大军突然从崇山峻岭中杀出，兵临安卡拉城下，占据了该城郊的东部和北部。这里地形有利，水草充沛，曾是奥斯曼人的军营。帖木儿在指挥大军包围了储存大量武器与军需品的安卡拉城，切断了该城的极道之后，为了发挥骑兵的优势，他命令大部分的骑兵到安卡拉城郊南部和西部的草原上进行集结，养精蓄锐，以对付回戈营救安卡拉城守军的奥斯曼人。
巴耶济德一世惊悉帖木儿己经兵临安卡拉城下的消息之后，慌忙率领大军星夜回师驰援。时值7月盛夏，白天烈日烤晒，夜晚蚊虫肆虐。数日的强行军，使得奥斯曼军队饥渴交加，疲惫不堪，人心浮动，处于一种极为不利的境地。更为恶劣严重的是，为了追求享乐，在与帖木儿军队作战前三日，巴耶济德一世还率领部下搞了一次大规模的狩猎，这既浪费了大量宝贵的备战时间，又使得士卒们更加疲惫不堪。此时巴耶济德一世惟一的选择，就是立即与帖木儿的军队决战。
1402年7月28日，在安卡拉城郊的齐布卡巴德平原上，奥斯曼人与帖木儿的军队展开了一场历史上罕见的大会战。两强相遇，一方是称雄巴尔干与小亚细亚地区，具有雷霆，美称的奥斯曼帝国素丹巴耶济德一世；另一方是东方的征服者，撒马尔罕的君主，具有恐怖跋子之称的帖木儿。两军决战前夕，帖木儿给巴耶济德一世下了一份口气十分傲慢的战书，写道：你，巴耶济德取得了对欧洲基督教的胜利，你的剑受过安拉使者穆罕默德的祝福，你遵循《古兰经》的圣训，对异教徒作战，可以说这是我们之间惟一的区别。现在，你的周围以及整个穆斯林世界，都被我攻破了城池，成为了我的领地。你要三思利害，识时务者为俊杰，否则悔之晚矣。如今你面临灭顶之灾，最好避开我的霹雳一样的打击，不然的话，在被激怒的大象面前，你不过是一只扑火的飞蛾。如续骨在喉的巴耶济德一世也不示弱，他在回信中伶牙俐齿地写道：你的军团确实庞大，但是，要想对付我那英勇无敌的加尼沙里军团的月牙刀和战斧，你们鞋靶人不过像个草棍儿，不堪一击。双雄之争，互不相让，一场惊心动魄的恶战势在必行。
安卡拉城的郊外，是一片高低不平的丘陵地带，历来是兵家必争之地。奥斯曼人与帖木儿军队的大决战是从清晨6时左右开始的。双方的部队一进人阵地，很快就完成了排兵布阵。巴耶济德一世亲率奥斯曼人的主力部队加尼沙里兵团坐镇中军，左翼是由欧洲征集而来的基督教雇佣军，右翼则是由新近被征服的小亚细亚东部突厥诸公国将士组成的联军。针对巴耶济德一世的阵法，帖木儿也把自己的军队分为左、中、右三路，并由自己统帅中路的蒙古铁骑军，以对付奥斯曼人的加尼沙里兵团。上午10时左右，战鼓频擂，族旗挥动，杀声震天，双方共40万将士挥戈上阵。奥斯曼人的步兵首先冲上前去，同帖木儿的士兵展开厮杀，震耳的冲杀呐喊声连成一片。两军的将士厮杀正酣，奥斯曼人军中陡然发生变故。原来是巴耶济德一世右翼部队那些新近刚刚降伏过来的小亚细亚东部突厥诸国将士组成的联军，看到自己的故主正战斗在帖木儿的魔下，便纷纷临阵倒戈，投靠到原来君主的战旗下，会合帖木儿的蒙古铁骑军一起冲向奥斯曼军队的中路。事态的骤然变化对于巴耶济德一世来说，无疑是致命的一击。与此同时，帖木儿远征印度时带回来的32头战象也发挥了巨大的威力。这些受过战斗训练的庞然大物，在两军阵前横冲直撞，踩死踩伤无数的奥斯曼人士兵。尤其是那些受了伤的战象更是凶猛疯狂，怒吼咆哮地直冲奥斯曼人军中，正所谓一象威力抵千军。在那些疯狂咆哮的巨兽面前，奥斯曼人绕勇善战的加尼沙里军团也黯然失色了。为了激励士气，挽救战局，孤注一掷的巴耶济德一世跨着他那匹黄骤战马。挥舞着战刀，亲自带领着奥斯曼人军中最勇敢的将士冲人敌阵，舍命拼杀，浴血奋战，试图反败为胜，转危为安。虽然，在巴耶济德一世身先士卒的精神鼓舞下，奥斯曼人前仆后继，英勇杀敌，并且数度攻人帖木儿军队的大营中，锐不可当，但是在帖木儿凶猛镖悍、勇异常的蒙古铁骑军面前，精锐逐渐丧失殆尽的奥斯曼人有些深感不支，即将败下阵来。
当夕阳下山的时候，奥斯曼人军队的防线已经完全崩溃，土崩瓦解了。在帖木儿蒙古铁骑军的追杀下，奥斯曼人基本被歼，死伤无数。在溃逃中，巴耶济德一世因马被生擒，昔日叱咤风云的一位英雄人物，今日成为了帖木儿的阶下囚。安卡拉城中的总督雅忽布因得不到援军，又慑于帖木儿蒙古铁骑军的威力，也被迫献城乞降。在此后清剿奥斯曼人的残部中，帖木儿率军攻陷了奥斯曼人在小亚细亚的政治、经济、文化中心布鲁萨。至此，帖木儿在与奥斯曼人的冲突中，取得了彻底的胜利。
一个阳光明媚的日子里，帖木儿在自己军营中的帐篷拱门下，面带胜利者的微笑，破例地以礼相待自己的战俘巴耶济德一世，试图通过推心置腹、肝胆相照的方式，去感化巴耶济德一世，使他称臣纳赋，成为帖木儿王朝的藩属国。然而，高傲好胜、气宇轩昂的巴耶济德一世，却始终咬着牙根，默默不语，在内心深处忍受着被俘的凌辱和失败者的痛苦。在以后的关押期间，被俘的巴耶济德一世一直受到帖木儿的宽遇，尊如上宾，直到这位奥斯曼人的素丹杀死卫兵，企图骑马逃跑时，才开始受到严密的监控，日夜给他戴上手铐脚镣，甚至在行军转移的时候，都让他坐在有栅栏的囚车上，使他完全丧失了人身自由。最后，巴耶济德一世这位一代英杰、显赫一时的奥斯曼人的君主，在度过了八个多月忧郁和屈辱的囚徒生活之后，怀着满腔的遗憾和惆怅，在卫兵们众目睽睽之下自杀身亡。随后，巴耶济德一世的遗体，被帖木儿派专人护送回奥斯曼人的君王陵墓所在地布鲁萨隆重埋葬。
1402年的安卡拉战役，是一场关系到奥斯曼人历史命运的决战，正是由于奥斯曼人在安卡拉战役中的失败，巴耶济德一世曾经梦想建立一个横跨欧、亚、非三大洲军事帝国的希望破灭了，从而标志着一个时代的结束。此外，巴耶济德一世的兵败身亡，也使得千年拜占廷帝国又苟延残喘了50年之后，才最终被再一次崛起的奥斯曼人所征服。
野心勃勃的帖木儿，尽管踏平了奥斯曼人在小亚细亚的大部分地区，但是由于帖木儿王朝的政治、经济、文化中心在中亚地区，所以帖木儿并不想直接占领小亚细亚，把它完全收归己有。帖木儿首先把小亚细亚诸突厥公国的领地，归还给了被奥斯曼人废默的原君主，彻底地恢复了他们在小亚细亚的统治，以借此来削弱奥斯曼人的势力。其次，帖木儿把另外一些所征服的奥斯曼人在欧亚的领地，归还给了巴耶济德一世还活着的几个儿子。他的儿子们在向帖木儿宣誓效忠以后，保有了那些被认为合法的领地，成为了帖木儿王朝的藩属国。三年以后，当年迈多病的帖木儿去世的消息一传开，巴耶济德一世的儿子们，相继断绝了他们对帖木儿王朝的一切依附关系，从而为此后的奥斯曼人重振旗鼓，收复失地，充满生机，再度崛起创造了有利的客观条件。