Силы противников были вообще поразительно неравными. На одного вооруженного защитника города приходилось более 20 турок. Константинопольские военачальники ломали голову над решением труднейшей задачи – как растянуть силы обороны по всей линии укреплений, общая протяженность которых составляла около 52 километров. Надеясь, что турки не будут штурмовать город со стороны Мраморного моря, византийцы наименьшее число воинов выделили для защиты морских стен города. Оборона побережья Золотого Рога была поручена венецианским и генуэзским морякам. В центре обороны, у ворот Св. Романа, стояли отряды итальянских наемников, преимущественно генуэзцев. Остальные участки городских стен защищали смешанные отряды византийцев и наемников-латинян. Защитники города были вооружены копьями и стрелами, пищалями и камнеметными орудиями. У них практически не было артиллерии, ибо те несколько пушек, которые нашлись в столице Византии, оказались непригодными: при стрельбе у этих пушек происходила такая отдача, что наносились серьезные повреждения своим же стенам и башням. Гарнизон города, как показали дальнейшие события, обладал высокими боевыми качествами. В первые дни осады, пока турки готовились к штурму крепостных стен, византийские воины делали вылазки и вступали в яростные схватки с турками, стремясь помешать им устанавливать стенобитные орудия и иную осадную технику. Но вскоре император отдал приказ не покидать города и бросить все силы на подготовку к отражению штурма.
Утром 6 апреля все было готово к атаке. Парламентеры султана передали защитникам Константинополя его послание, в котором Мехмед предлагал византийцам добровольную сдачу, гарантируя им сохранение жизни и имущества. В ином случае султан не обещал пощады никому из защитников города. Предложение было отклонено. Тогда загремели турецкие пушки, которые в ту пору не имели себе равных в Европе. Слова описавшего эти события византийского историка XV в. Критовула: «Пушки решили все» – не кажутся преувеличением. Батареи турок были расставлены по всей линии осады. Тем не менее, хотя турецкая артиллерия в первые дни осады непрерывно вела обстрел города, ей удалось лишь частично разрушить отдельные укрепления. Сказалась не только мощь прославленных стен Константинополя, но и неопытность артиллеристов Мехмеда. Приводившая защитников в ужас огромная пушка Урбана разорвалась, сам ее создатель был ранен при взрыве.
18 апреля Мехмед приказал начать штурм. На рассвете воины бросились к пробитым ядрами брешам в стенах. Заваливая рвы хворостом, мешками с песком и телами убитых, турки рвались вперед. Византийцы забрасывали их камнями, обливали кипящей смолой, поражали стрелами и копьями. Бой был жестоким. Один из очевидцев осады Константинополя, Нестор Искандер, автор «Повести о Царьграде, его основании и взятии турками», так описывал его: «От шума стрелявших пушек и пищалей, от колокольного звона и крика дравшихся людей, от… молний, вспыхивавших от оружия, от плача и рыдания