1402年春，帖木兒率大軍10萬人左右發動對鄂圖曼帝國的戰爭，數月之間即兵臨安卡拉城下。奧斯曼蘇丹「閃電」巴耶塞特一世率軍10萬利用安卡拉以東的森林設防，以降低帖木兒騎兵的機動優勢。帖木兒遂於7月20日率軍由南面迂迴攻城，迫使巴耶塞特回軍救援。雙方不久相會於平原之上，帖木兒遂發揮騎兵優勢集中兵力攻擊巴耶塞特軍左翼。
激戰半日後，巴耶塞特軍中的韃靼軍隊和安納托利亞聯軍先後倒向帖木兒，巴耶塞特本軍隨即崩潰，其本人被俘。帖木兒獲勝後並沒有繼續對鄂圖曼帝國的進攻，因為正獲得探子來的情報而迅速回師撒馬爾罕，籌備征服中國。這次失敗使鄂圖曼帝國大傷元氣，延緩了拜占廷帝國的滅亡，同時也解除了帖木兒入侵中國時的後顧之憂。