В 1387 г. силы Мурада оказались ненадолго отвлеченными от операций на Балканах. Это произошло из-за конфликта с беем Карамана. Дело в том, что Мурад I присоединил к своим владениям часть бейлика Хамид, купив эти земли у его правителя. Караманский бей оспаривал сделку. Момент для выступления показался караманскому бею Алаэддину подходящим ввиду недавней междоусобицы в государстве османов и концентрации их военных сил на Балканах. Мурад, однако, сумел быстро подготовить армию к походу против караманского бея и в сражении на Конийской равнине разбил его наголову. После этого султан осадил Конью, но Алаэддин запросил мира. Мурад прекратил военные действия в Анатолии, разделил все свои тамошние владения на пять санджаков, поставив во главе их преданных ему сановников. После этого он вернулся со своим войском на Балканы.
Временем тяжких испытаний для балканских народов оказался 1389 год. В этом году турки вторглись в болгарские земли, захватили ряд городов и осадили Никополь, где укрылся царь Шишман. Болгарский царь вынужден был сдаться на милость победителей. Затем он признал себя вассалом султана. В этот момент сербский князь Лазар собрал большое войско, намереваясь предупредить вторжение турецкой армии в Сербию. Лазар надеялся на успех, помня о том, что за два года до этого его войскам удалось при поддержке отрядов боснийцев нанести туркам поражение в битве при Плочнике. Но надеждам этим не суждено было сбыться.
В июне 1389 г. Мурад 1 во главе огромной армии вступил на сербские земли. Пройдя через труднодоступное Ихтиманское ущелье, турки достигли реки Моравы, перешли ее в брод и заняли позиции на Косовом поле – равнине, находившейся на границе Боснии, Сербии и Албании и называвшейся еще Дроздовой долиной. Войскам Мурада I здесь противостояла союзная армия, главные силы которой составляли соединения сербов и боснийцев. Их поддерживали небольшие отряды албанцев и герцеговинцев, а также поляков и венгров. Сражение произошло 15 июня 1389 г. Первыми кинулись в атаку янычары. Затем началась жестокая битва.
Необычная ситуация сложилась в стане турок. Ранним утром, когда Мурад одевался, готовясь к сражению, в его шатер был доставлен серб-перебежчик по имени Милош, пообещавший сообщить сведения о расположении противостоявшей туркам армии. Когда Милоша подвели к султану, он неожиданно вонзил кинжал ему в сердце. Серб был тут же зарублен янычарами, охранявшими султанский шатер. Самоотверженный поступок сербского воина не повлиял на исход сражения. Турки одержали полную победу. Лазар был пленен, а затем обезглавлен на глазах у умиравшего от смертельной раны Мурада I. Победу турок в немалой мере определило огнестрельное оружие – пушки и мушкеты, – которыми они были снаряжены незадолго до этого. Старший сын Мурада, Баязид, был провозглашен султаном. Он тут же приказал задушить своего брата, дабы избежать возможной борьбы за престол.
Битва на Косовом поле решила судьбу Сербии. До середины XV в. она находилась в вассальной зависимости от турецких султанов и выплачивала им значительную дань, а затем была включена в состав Османского государства в качестве провинции. Но сражение на Косовом поле имело еще более важные последствия: отныне Баязид I, прозванный Йылдырым (Молниеносный), стал полновластным хозяином Балкан. Византийский император чувствовал себя настолько беззащитным перед грозным противником, что вел себя как вассал султана. Дело дошло до того, что в 1390 г., во время одного из походов султана по Малой Азии, наследник византийского престола с военным отрядом находился в рядах османского воинства. По иронии судьбы именно византийский цесаревич первым взошел на стену осажденной турками Филадельфии, расположенной к востоку от Смирны (тур. Измир): то было последнее владение греков в западной части Малой Азии.
В конце XIV в. главной целью турецких завоеваний по-прежнему были балканские земли. В 1393 г. войска Баязида захватили болгарскую столицу Тырново. К 1395 г., когда пал последний непокоренный город Болгарии, Видин, Болгарское царство почти полностью оказалось во власти турок. В 1394 г. османские полчища вторглись на Пелопоннес, греческим князьям пришлось признать вассальную зависимость от султана. Несколько раз турецкие отряды проникали в Албанию, но горцы оказали им упорное сопротивление. В результате лишь немногие земли албанцев попали под власть султана.