bizans imparatoru i. aleksios komninos da 1089 yılında papa ii. urbanus’tan ücretli asker gönderilmesini istedi. i. haçlı seferine katılan asıl haçlı orduları 1096 yılı sonbaharından itibaren istanbul’a gelmeye başladı. imparator i. aleksios komninos'la kendilerine sağlayacağı erzak ve malzeme yardımı karşılığında anadolu’da ele geçirecekleri yerleri bizans imparatorluğuna teslim edecekleri hususunda bir antlaşma yapan haçlı liderleri, bizans gemileriyle anadolu yakasına geçirildiler. pelekanon’daki karargâhta toplanan haçlı ordusu, hazırlıklarını tamamladıktan sonra selçuklu başkenti iznik üzerine yürüdü.
bu sırada malatya’yı kuşatmakta olan i. kılıç arslan, başkentinin haçlılar tarafından kuşatıldığını haber alınca derhal geri döndü. ancak kuşatmayı yaramayan selçuklu sultanı geri çekilmek zorunda kaldı. haftalarca süren şiddetli kuşatma karşısında daha fazla dayanamayacaklarını anlayan savunmacılar, şehri haçlıların ele geçirmesi halinde katliam yapacaklarını bildiklerinden bizans imparatoru’na haber göndererek kendilerine zarar verilmeyeceği garanti edilirse iznik’i bizans kuvvetlerine teslim edeceklerini bildirdiler. bu teklifleri kabul edilince 18 haziran 1097 gecesi göl tarafındaki kapıdan içeri alınan bizans kuvvetleri şehre hâkim oldu.
iznik’in ele geçirilmesinden bir hafta sonra haçlılar 21 haziran’da eskişehir’e doğru yola çıktılar. bu esnada iznik önünde başarısız olarak geri çekilen i. kılıç arslan, anadolu’dan geçecek haçlıları karşılamak için danişmendli gümüştekin ahmet gazi ve kayseri bölgesinin hâkimi olan hasan bey ile kuvvetlerini birleştirdi ve eskişehir ovasında haçlılarla bir meydan savaşına girdi. fakat i. kılıç arslan komutasındaki müttefik kuvvetleri bu savaşta baştan aşağı zırhlı ve uzun mızraklı haçlı şövalyeleri karşısında başarısız olarak geri çekilmek zorunda kaldı. haçlı kuvvetleri eskişehir’den sonra konya, ereğli, kayseri, göksun ve maraş üzerinden ilerleyerek ekim 1097’de antakya önlerine geldiler. 10 mart 1098’de urfa ve 2/3 haziran 1098’de antakya’yı ardından suriye üzerinden güneye doğru inerek 15 temmuz 1099’da kudüs’ü ele geçirdiler. 1109 yılında da trablus kontluğu kuruldu. i. haçlı seferinin sonucu olarak islam dünyası içinde antakya, urfa, trablusşam ve kudüs’te 4 tane haçlı şehir devleti kuruldu.
i. haçlı seferinin bu başarısı avrupa’da büyük bir heyecan uyandırdı ve yeni orduların yola çıkmasına sebep oldu. ancak 1101 yılında birbiri ardına anadolu topraklarına giren haçlı orduları bu kez başarılı olamamışlar ve selçuklu kuvvetleri tarafından neredeyse tamamen imha edilmişlerdir.
i. haçlı seferi sırasında sayıları yüz binlerle ifade edilen haçlı ordularının anadolu’dan geçmesi i. sultan kılıç arslan’ın yeniden toparlamaya çalıştığı anadolu selçuklu devleti’ne ağır bir darbe indirdi. bu sayede bizans imparatorluğu başta iznik, izmir ve efes gibi önemli şehirler olmak üzere tüm kıyı bölgelerini türklerden geri aldı. iznik’i bizans’a kaptıran i. kılıç arslan ise konya’yı yeni devlet merkezi olarak seçti.