1.murad 15 haziran 1389 tarihinde 1.kosova savaşında ağır yaralandığında büyük oğlu bayezidin osmanlı tahtına geçmesini vasiyet etmişti. Şehzade bayezid 1386 da babasının karamanoğlu alaeddin beye karşı verdiği frenkyazısı çarpışmasında sergilediği yetenek ve atılganlıkla yıldırımlakabını almıştı. askeri girişkenliği ile ön plana çıkan 1.bayezidin tahta geçişi, osmanlı siyasi tarihinde fatih sultan mehmed tarafından ileride gerçekleştirilecek yeni bir devlet modelinin yani merkezi bakımdan güçlü imparatorluk vizyonuna sahip bir siyasi yapının adeta habercisi olacaktı. iktidarın paylaştırılmaması ilkesinin ilk uygulamaları da bu dönemde başladı. bu durum devletin niteliğinin ne olması gerektiğine dair esaslı bir meselenin varlığını da hissettirmeye başlayacaktı. Yeni osmanlı sultanı devlet erkanının nasihatleri doğrultusunda iktidarın bölünmezliği ilkesini işleterek kardeşi yakubu hiç vakit kaybetmeden öldürttü. Kosovada ele geçirilen sırp prensi lazar 1.bayezidin saltanatında geliştireceği fetih siyasetinin ilk nişanesi olarak savaş meydanında idam edildi. 1. Muradın ölüm haberi, anadoluda osmanlı tabiiyetini türkmen beylikleri tarafından sevinçle karşılandı. Bunlar, Osmanlılara vasallik bağlarını kopararak eski bağımsızlıklarını elde etmek için uğraşıyorlardı. Bu arada karamanoğlu Alaeddin bey germiyanoğlu 2.yakub bey ve sivasta bulunan kadı burhaneddin taht kavgalarının yarattığı karmaşadan istifade ederek batı anadoludaki osmanlı topraklarına saldırılar düzenlediler. Karamanoğulları beyşehiri alıp eskişehire kadar ilerlerken yakub bey bayezidin evlilik bağının sonucu osmanlılara geçen Kütahya,emet,simav ve tavşanlıyı geri aldı. Kadı burhaneddin aynı günlerde kırşehiri zapt etti. Yıldırım bayezidin bu girişimlere cevabı sert oldu. 1389-1390 kışında sefere çıkan osmanlı padişahı saruhan, Aydın, menteşe, hamid ve germiyanoğulları topraklarını osmanlı idaresine bağladı. bayezid daha önceki uygulamaların aksine zapt ettiği türkman arazisindeki yönetici aileleri yine itibarlı konumlarda muhafaza etmekle beraber bu bölgelerin idaresini doğrudan osmanlı başkentinden tayin edilen isimlere bıraktı. bu şekilde sancak teşkilatı uygulaması anadolunun batı kesimlerine de yayıldı.
bayezid 1390 mayısında anadolu seferine devam edip karamanoğlu alaeddin beyin üzerine yürüdü, taht değişikiği sırasında ele geçirilen beyşehiri aldı. 1. Bayezid padişahlığının ilk yılı olan 1389'da Bizans imparatorluğu'ndaki saltanat çekişmesi sorunlarına da önem verdi. 5. Yannis Palaiologos tahtta bulunuyordu; ama yeğeni 7. Yannis Palaiologos Kosova Savaşı sırasında Genova'da bulunup amcası aleyhine bir darbe hazırlamaktaydı. 1. Beyazid'in da yardımını sağlayıp 11 Nisan 1390da Yıldırım'in sağladığı bir Türk birliği desteği ile amcası 5. Yannis'i ikinci defa tahttan indirmeyi başardı. Fakat 7. Yannis şimdiki Yedikule yerinde olan Altın Kapı hisarında kendini savunmaya başladı ve oğlu Manuel'i Midilli adasından çağırdı. Midilli'den Rodos Sen Jan Şövalyeleri gemileri ile gelen Manuel ve babası üç hafta süren bir şehir iç savaşı sonunda tekrar 5. Yannis'i Bizans imparatorluğu tahtına getirdiler. Destek verdiği kişinin tahtan indirilmesinden hoşlanmayan 1. Bayezid ise Osmanlılara yıllık tazminat ve askerî yardım sağlamakla yükümlü olan bir vasal devlet olan Bizans'dan 1390da çıktığı Anadolu seferi için yardım istedi ve Manuel Yıldırım'in Anadolu seferine katılmak zorunda kaldı.Oğullarından Musa Çelebi 1390'da Bizans imparatoru 5. Yannis Bayezid'in Anadolu'da olmasından yararlanarak istanbul şehri surlarının şimdi Yedikule içinde kalan tören kapısı olan Altın Kapı civarını, şehrin içinde ve etrafında bulunan, kullanılmayan ve yıkık kiliselerden alınan taşlar ve mermerlerle pekiştirmisti. Bu projeye kızan 1. Bayezid bu yeni yapıları yıkmasını ve bu yıkım yapılmazsa iki devlet arasında savaş başlayacağını ve Yıldırım'ın yanında bulunan imparator'un oğlu ve varisi Manuel'in gözlerini kör edileceğini tehdit etti. Çaresiz kalan 5.Yannis, Sultan'ın bu isteklerini yerine getirmek zorunda kaldı ve bu yeni sur tamirlerini yıktırdı. Bunu çok utandırıcı bulan 5. Yannis bu nedenle sinir buhranları geçirdi; 16 Şubat 1391'de öldü ve yerine oğlu 2. Manuel Palaiologos geçti. 2. Manuel, Yıldırım'ın şehirde bir Türk mahallesi kurulması, bir câmi yapılması ve yıllık verginin artırılması isteklerinin kabul etmeyince Yıldırım (aralıklı olarak 1391 ile 1400 dönemlerinde) istanbul'u karadan kuşatıp, kara ablukası uygulamaya başladı. 1391'de istanbul, karadan ve denizden kuşatıldı. Bizans'a gözdağı vermek için yapılan ve yedi ay süren kuşatma sonunda Bizanslılar'dan bazı imtiyazlar elde edildi. 1395'de Yıldırım Bayezıd, uzun süre abluka altında tuttuğu istanbul'u ikinci kez kuşattı. Kış mevsiminin yaklaşması üzerine kuşatmaya son verildi. 1396'da Yıldırım Bayezıd, istanbul'u üçüncü kez kuşattı, ancak sonuç alamadı. 1400'de Bizans imparator'unun Avrupa ülkelerini yeni bir haçlı seferi için örgütlemeye çalışması üzerine Yıldırım Bayezıd, istanbul'u dördüncü kez kuşattı. Timur'un Anadolu'ya girmesi üzerine kuşatma kaldırıldı. Yıldırım Bayezid'in 1395'te istanbul'u ikinci defa kuşatmakta iken yeni bir Haçlı ordusu hakkında haberi oldu. Osmanlı istihbaratı iyi çalışmıştı. Esasen istanbul Boğazı'ndan geçen ve Haçlı donanmasına iştirak edecek olan gemiler görülmekteydi. Ayrıca Bizans Imparatoru 2. Manuel Palaiologos'un Macar Kralına gönderdiği Yıldırım'ın Haçlı ordusundan haberdar olduğuna dair mesaj da Osmanlıların eline geçmişti. Haçlı ordusu Buda'ya eriştiği zaman Yıldırım, istanbul kuşatmasını çoktan bırakmış bulunuyordu. Gazi Evranos Bey komutasındaki akıncılar hemen ilerlemişler ve Osmanlı ordusunun güzergahı için keşif yapmaya başlamışlardı. Bayezid istanbul'un ablukası için az sayıda birlikleri geri bıraktı ve bu yüzden Bizanslılar donanmalarını Tuna'ya gönderemediler.
Yıldırım Bayezid, Rumeli eyaleti ordularının düşmana hücum etmemesini ve Osmanlı ordusunun Edirne ve Filibe arasında toplanması emrini vermişti. Tecrübeli Sadrazam Kara Timurtaş Paşa tarafından organize edilen Rumeli ve Anadolu eyalet orduları büyük bir hızla burada toplanmaya başladılar ve Meriç kıyısına hemen hasıl oldular. Vasal devletlerden de önemli katkı sağlayanlar oldu. Özellikle Sırplar Stefan Lazarević komutasında Filibe'ye geldi ve ana Osmanlı ordusu ile Sıpka Geçidi güneyinde birleşti. Ana Osmanlı ordusu ise toplanma mevkiinden Ağustos sonunda hızla yola çıkıp 20 Eylülde Sıpka Geçidi'nden geçip 21-22 Eylül'de Tırnova'ya vardı. Burada ilk defa bir Haçlı keşif birliği ile karşılaştılar. Osmanlı keşif birlikleri ise Niğbolu'ya yetişip Haçlı ordularının kale önünde ordugahta olduklarını gördüler. 24 Eylül'de Yıldırım Bayezid ve ana Osmanlı ordusu Niğbolu'nun birkaç kilometre güneyine geldi ve Yıldırım'ın otağı burada bir tepe üzerine kuruldu. Yıldırım Beyazid Edirne'den Tuna Nehri kıyısında bulunan Niğbolu Kalesine 24 saat gibi kısa bir sürede ordusuyla beraber ulaştı. Adına yaraşır bir süratle gelen Sultan Yıldırım Bayezid, Divanı toplayarak durum değerlendirmesi yaptı. 25 Eylül 1396 günü kendinden aşırı emin Haçlı birlikleri Osmanlı süvarilerinin amansız akını karşısında bozguna uğramış adeta bir baskın yemişlerdir. Savaşın başlarında tepeden tırnağa zırhlı seçkin Hospitalier Şövalyeleri Osmanlıların öncü birliklerine kayıplar verdirmiş, onları kovalamak için ilerledikçe Türk askerlerinin daha önceden yerlere sapladıkları kazıkların olduğu bölgeye gelmişler ve atlarla ilerlemenin mümkün olmadığını görünce atlarından inmişlerdir. Haçlı ordusunun geçtiği yerde Müslümanları ve hatta Ortodoksları katlettiğini öğrenen Yıldırım Bayezid çok öfkelendi. Soylular bir kenara ayrıldıktan sonra yere bir kazık çakıldı ve boyu bu kazıktan uzun olan tüm diğer esirler idam edildi. Niğbolu Savaşı, Osmanlı'nın ilk zamanlarında esirlerin öldürüldüğü tek savaştır. Ancak çocuk yaştaki Haçlı askerlerinin canı bağışlandı ve onlar da Müslüman olarak yetiştirilmek üzere Türk ailelerine gönderildi. Timur'un fetihnamesine göre Ankara Savaşı'nın bitiminde Bayezit bir gürz darbesiyle atından düşürülüp yakalanmış ve "Ben sultan Beyazid'ım. Beni sağ olarak hükümdarınıza götürünüz" demesi üzerine elleri bağlı olarak Timur'un çadırına götürülmüştür. Timur tarafından şahsen Bayezid'ın iyi karşılandığı belirtilmiştir. Yıldırım'in oğulları Mustafa Çelebi ve Musa Çelebi de aynı savaşta tutsak düşmüşlerdir. Timur ve tumenleri Bursa ve iznik'i ve sonra izmir'i ele geçirmişler; talan edip yakıp yıkmışlardır. Timur bu seferlerinde ve Anadolu'da bulunduğu sıralarda Bayezid'ı devamlı olarak yakınında tutup ayrılmasına izin vermemiştir. Bayezid'ı kaçırmak için birkaç girişim ortaya çıkartılınca Bayezid ve eşi Sırp Prensesi Olivera (veya Maria Despina) ile birlikte tutsak alarak demir kafesde tutuldukları da söylenmiştir.
Yıldırım Bayezid 8 Mart, 1403'de 43 yaşındayken Akşehir'de neden olduğu hâlâ bilinmeyen gizemli bir şekilde ölmüştür. ibn Arabşah eceliyle öldüğünü yazar. Bazı kaynaklara göre Timur'un beraberinde Orta Asya'ya doğru Hazar Denizi kıyılarından geçerek götürülmek isteniyordu ve en yakınlarından uğradığı ihanete dayanamayan 1. Bayezid hastalandığı için bırakılarak tedavisi için geriye gönderildiyse de vefat etmiştir. Diğer kaynaklar hastalığının ilerleyen romatizma ve bronşit olduğunu, Behiştî "humma-i muhrika (ateşli bir hastalık)" olduğunu bildirirler. Bizanslı tarihçi Dukas kendini zehirlendiğini, diğerleri ise esaret altında intihar ettiğini de belirtmektedirler. Yıldırım naaşı geçici olarak Akşehir'de Seyyid Mahmud Hayrani'nin türbesine defin edilmiştir. Ancak Semerkand'a dönerken Timur'a kendisini beğendirmiş olan Musa Çelebi'ye babası Yıldırım'ın naaşını alıp Bursa'ya birlikte götürmesi buyruğu verilmiştir. Bazı kaynaklara göre cenaze Musa Çelebi tarafından Bursa'ya getirilmiş ve Yıldırım Camii yanındaki türbesine gömülmüştür. Diğer kaynaklar ise Musa Çelebi'nin babasının naaşını mumyalanmış olarak Germiyanoğlu Yakup Bey'e Kütahya'ya getirdiğini; burada naaşın saklandığını ve 1404de Çelebi Mehmed tarafından Bursa'ya getirilerek türbesine gömüldüğü yazılıdır.
