4月6日，土軍向君士坦丁堡發起首次試探性進攻。成群的士兵揮舞著彎刀和長矛，扛著雲梯發起衝鋒，但還未過護城壕就遭到守軍密集箭雨的射擊，傷亡慘重。那些冒死越過護城壕的土軍士兵雖架起雲梯，但麵對守軍完備而堅固的防禦體係，下場似飛蛾撲火一般。眼見攻擊無望，穆罕默德二世下令撤退。
在領教了君士坦丁堡的防禦優勢後，穆罕默德二世並未焦躁，因為他還有秘密武器——烏爾班火炮。次日，數十門烏爾班大炮高昂炮口，將—顆顆重磅炮彈噴射出去，隨著一陣陣地動山搖的巨響，君士坦丁堡的城牆上出現了一個個黑洞，但城牆並未倒塌，它實在太堅厚了！盡管大炮沒表現出穆罕默德二世預想的威力，但對城牆的破壞效果卻是空前的，隨著大炮的持續轟擊，到下午終將5號軍事門北麵的查裏西烏斯門一段城牆轟塌。但入夜後，君士坦丁十一世動員城中所有軍民又將城牆破損處修好。
此後10多天，類似的情景連續上演：白天，土軍大炮將城牆轟出一個個大洞，甚至局部倒塌；夜裏，城內軍民又將城牆破損處逐一修複。土軍的大炮之所以不能轟塌大段的城牆，主要是大炮射速太慢、準頭太低以及沒有集中射擊，使得守軍有較充裕的時間將大部分毀損城牆修複。
穆罕默德二世見一時不能轟塌城牆，又下令建造了一座巨大的攻城塔梯，它的基座有幾十米，高約十幾米，可供上百人同時攀上城牆。但沒料到的是，城內趁黑夜派出一支奇襲部隊點燃了塔梯，使土耳其人的傑作還沒派上用場就被焚毀了。
4月12日，土耳其艦隊從達達尼爾海峽的加利波利起錨，駛向金角灣，準備從海上進攻君士坦丁堡。這支艦隊由近200艘不同尺寸和排水量的戰船組成，艦隊司令是從保加利亞叛逃的蘇萊曼？巴爾圖格魯。但土軍艦隊被東羅馬軍隊設置的攔海鐵索以及駐在金角灣的熱那亞艦隊所阻，根本無法進入。
到4月18日，土軍日夜不停的炮擊，終於顯現成果——盡管東羅馬人修複城牆的效率較高，但城牆的破損程度在不斷擴大，特別是君士坦丁十一世防守的城牆破損最為嚴重，而城牆前麵的護城壕也幾乎被填平。當天夜裏，穆罕默德二世下令土軍向提奧多西城牆發起第一次正式突擊。麵對潮湧而至的土軍，君士坦丁十一世率眾拚死抵抗，經過4個小時的血戰，才將進攻者趕回去。
為徹底切斷城中的海運通道，穆罕默德二世征集了數千名苦力，從金角灣北岸的加拉塔沿派拉城牆至“大潮穀”一線，用塗上油脂的大圓木修成一條巨大的陸上船槽。4月22日夜，土軍的70多艘戰船經船槽被悄悄拖入金角灣。至此以後，土軍完全阻止了外界船隻給城內的一切補給，沉重打擊了守軍士氣。4月28日夜，土耳其人將進入金角灣內的許多船隻點燃．企圖以火攻燒毀城牆，但在進發途中遭到守軍頑強抵抗，火攻行動最終失敗。
在陸上，土軍的炮擊徹夜不停，並分別向提奧多西城牆發起兩次大規模夜襲，但均被擊退。眼見地麵炮擊和強攻收效甚微，海上攻擊亦無進展，穆罕默德二世於是下令展開地下作業，通過地道入城。守軍聘請了一位名叫約翰尼斯？格蘭特的地道戰專家，他指揮守軍通過近戰搏鬥和使用“希臘火”，又相繼挫敗了土耳其人挖地道的努力。守軍還捕獲2名土耳其軍官，通過嚴刑拷打，迫使他們供出所有土軍挖掘的地道位置，旋即將那些地道全部破壞。
戰事久拖未決，讓穆罕默德二世變得消沉而急躁。5月25日，他召開軍事會議，決定對君士坦丁堡發起最後一次決定性突擊。穆罕默德二世的意見得到大多數年輕將領的支持，為了鼓舞士氣，他還向士兵們許諾城破後可以自由搶掠3天。由於屢戰屢敗，傷亡慘重，穆罕默德二世不得不重新考察君士坦丁堡的城防虛實，製訂新的進攻措施。後來，他發現城北的金角灣水麵不寬，東羅馬人主要依靠鐵索橫江來阻擋進攻，倘若能繞過鐵索，從水路登陸，進行偷襲，定能在敵軍毫無防備的情況攻破城池。然而，如何使船隻繞過鐵索抵達城下，卻是一件頗費躊躇的事。穆罕默德和部下苦思冥想了很久，終於想出了一個曠古未聞的妙計奇策。
他派人到熱那亞商人據守的加拉太鎮去，用優裕豐厚的報酬收買了那裏的商人，使商人們允許他在加拉太北麵鋪設一條陸上船槽。船槽是用堅厚的木板鋪成的，由高往低的滑行麵，槽底又塗上很厚的一層牛羊油脂。靠著這條船槽，土耳其人經過一夜的努力終於奇跡般地將８０艘戰船拖運到了金角灣的側麵。在那裏他們架起了浮橋，築起了炮台，向君士坦丁堡發動了新的攻勢。
當炮聲轟轟地在北城牆外震響時，城中的官兵驚呆了，他們做夢也沒料到金角灣這邊會出現土耳其兵。於是，手忙腳亂地從兩線撤兵增援，而將西麵的防守交給了來援的熱那亞士兵。這樣一來，東羅馬軍的兵力便分散了，而擔任西城牆防守任務的熱那亞士兵又不熟諳地形、地勢，致使防衛日趨危急。在土耳其軍連續不斷的炮轟下，西城牆終於被打開了一個缺口。5月28日午夜，土軍最後的突擊開始，戰場上的喊殺聲、鼓聲、喇叭聲、橫笛聲響徹雲霄。第一波攻擊方陣是成千上萬被土軍強征來的平民，其主要作用是消耗守軍力量。在守軍的奮力抵抗下，這些進攻者經過2小時的衝擊，留下無數屍體後潰退了。