Армии Тамерлана и Баязида встретились под Анкарой 28 июля 1402 года. Тамерлан выставил около 140 000 воинов, в то время как в армии Баязида было 85 000. В свои ряды Тамерлан мог зачислить недовольных бывших правителей эмиратов западной Малой Азии, чьи земли перешли под контроль османов вскоре после того, как Баязид взошел на трон. Эти правители, смещенные эмиры Айдына, Сарухана, Ментеше и Гермияна, нашли убежище при дворе Тамерлана, в то время как воины, которые некогда клялись им в верности, были теперь подданными Баязида и находились под его командованием. Собственные конница и пехота Баязида составляли ядро его армии – среди последних были янычары, на турецком «ени черн», что означает «новое войско», пехотный корпус, который изначально был сформирован при султане Мураде I из военнопленных, захваченных в христианских землях на Балканах, и был закреплен с помощью взимания налога мальчиками среди балканских христианских вассалов для обеспечения надежного источника военной силы[5]. Также в армии Баязида были его вассал Стефан Лазаревич Сербский и валахи из недавно завоеванной Фессалии. Дополнительная помощь пришла от «татар», которые, как отмечает Иоганн Шильтбергер в своем кратком свидетельстве очевидца о битве, в которой он стал пленником Тамерлана, насчитывали 30 000 воинов из «белых тартар», предположительно они бежали на запад со своих земель к северу от Каспийского и Черного морей до наступления Тимура. Этот факт недавно был подвергнут сомнению, и похоже, что эти «татары», наоборот, принадлежали к туркоманским родам из восточной Малой Азии.
Битва продолжалась весь день. Противостоящие друг другу армии были выстроены в схожем порядке с правителями в центре в окружении пехоты – в случае Баязида янычарами – с кавалерией на флангах. Самое раннее описание сражения принадлежит Кретану, который сражался на стороне Баязида, но бежал с поля боя:
Армия Баязида состояла из 160 отрядов. Сначала армия Тимура [т. е. Тамерлана] разбила четыре из них, командирами [трех из] которых были Тами Джозаферо Морчесбей [т. е. Фируз-бей], великий правитель мусульман, сын Баязида [т. е. принц Сулейман] и сын князя Лаззеро [т. е. Стефан Лазаревич]…[четвертый отряд] был Баязида. Его воины сражались так храбро, что большая часть войск Тимура была рассеяна. Решили, что Тимур проиграл битву; но он был где-то в другом месте и немедленно послал 100 000 воинов, чтобы те окружили Баязида и его отряд. Они захватили Баязида и двух его сыновей. Лишь шесть из отрядов Баязида приняли участие в этом сражении, остальные бежали. Тимур праздновал победу.
Комментаторы отметили,