Население города, даже после всех последних войн крестоносцев с византийцами, эпирцев с крестоносцами, сопровождавшихся захватом города, превышало 100 тысяч человек. Длина крепостных стен составляла около 9 верст. Правда, сами стены и рвы изрядно уступали стенам Константинополя. Да и обветшали изрядно за последние десятилетия. Федор Дука отбил город у латинян всего шесть лет назад, и не успел отремонтировать стены. К тому же, в последующие годы ему приходилось сражаться то с крестоносцами, то с болгарами, то с ромеями Дуки Ватаца.
Войско высадилось в 20 верстах от города. Флот ладей сразу вышел на морскую блокаду порта. Конница не медля выдвинулась и перерезала ведущие к городу дороги.
Пехота вышла к городу на следующий день. Еще день строили осадные батареи у восточной стены города. Город плотно обложили со всех сторон.
За время морского похода через Эгейское море Федор Дука успел стянуть в город значительную часть своих войск. По сведениям, доставленным сторонниками Дуки Ватаца, которых в городе было предостаточно, Федор имел в городе 16 тысяч воинов. Еще 4 тысячи могли выставить проживавшие в городе венецианцы и другие латиняне, хотя большая часть из них успела сбежать из города на кораблях, узнав о подходе русского войска.
Город мог бы выставить до 20 тысяч ополченцев, но Федор не решился вооружать горожан, вполне справедливо опасаясь измены. Значительная часть горожан, а то и большинство, втайне отказывались признавать претензии Федора на звание императора Византии. Даже Фессалоникский митропролит Константин отказался увенчать Федора императорской короной, и ему пришлось довольствоваться архиепископом Дмитрием. Горожане вполне разделяли антипатию митрополита и считали Федора самозванцем.
Русское войско насчитывало 32 тысячи воинов, из них 3 тысячи артиллеристов и 3 тысячи конницы. Артиллерия включала в себя 30 осадных пушек, 180 гауфниц и 280 полевых пушек.
Осадную артиллерию расположили в четырех батареях напротив всех четырех ворот, имевшихся в восточной стене города. В каждой батарее по7 — 8 осадных орудий, по 35 гауфниц и по 40 пушек. Еще по 20 пушек и по 10 гауфниц расположили в четырех других батареях, поставленных против остальных ворот на всех других дорогах, выходящих из города, на случай попытки прорыва обороняющихся из города. 40 пушек оставили на ладьях, блокирующих город.
В этот же день глашатаи передали Федору ультиматум о добровольной сдаче города. Этот же текст был заброшен в город стрелами. От Федора требовали оставить город и выйти из него без оружия. В этом случае ему и его воинам обещали сохранить жизнь.
Федор запросил переговоров. Дука Ватац встретился с ним в поле перед Кассандрийскими воротами. Федор повел себя нагло. Обещал сохранить жизнь Ватацу и Юрию. Видимо, надеялся на подход подкреплений. Да и слухи о мощи русской артиллерии считал преувеличенными.
К тому же, накануне Федор заключил с болгарским царем Иваном Асенем договор, имевший целью совместное нападение на Константинополь. Поэтому Федор надеялся, что Иван придет к нему на помощь. Однако, болгарский царь, узнав, что вместе в ромеями наступают русские, благоразумно решил отсидеться в стороне. Силу русской артиллерии он уже почувствовал на себе. Переговоры закончились полным несогласием сторон.
Федор не знал, что уже пять дней войска Ватаца наступали от границы по территории его империи. На побережье Эгейского моря в трех местах Дука Ватац высадил десанты. Практически, большая часть войск Федора уже была связаны боем.
С рассветом русские начали штурм города. Тактика уже была отработана до мелочей. В этом деле воины и воеводы уже «набили руку». Сперва осадными пушками разбили ворота и прилегающие к воротным башням участки стены. Затем снесли полевыми пушками заборолы. Потом подтащили поближе к стенам гауфницы. Закидали фашинами рвы, сметая картечью со стен пытавшихся этому пометать лучников.
Несколько раз демонстративно ходили на штурм проломов, всякий раз выбивая картечью выстроившихся в проломах защитников.
И наконец ворвались в город через Римские, Касандрийские, Архангельские и Акропольские ворота. За воротами разделились на отдельные штурмовые отряды по полку пехотинцев при десятке полевых пушек и гаубиц в каждом. Отряды быстро продвигались вперед по улицам города, выметая картечью его защитников, пытавшихся выстроить заслоны поперек улиц.