24 мая Магомет отдал приказ готовиться к последнему штурму. К вечеру 27 мая армия султана вышла на боевые позиции. В правой колонне было 100 тысяч, в левой — 50 тысяч. В центре, против Романовских ворот, стояли 10 тысяч янычар, под личным начальством Магомета; 100-тысячная конница находилась в резерве; флот расположился двумя эскадрами: одна в Золотом Роге, другая — в проливе. После ужина султан объезжал свое войско. «Конечно, — говорил он, — многие из вас падут в битве, но помните слова пророка: кто умрет на войне, тот будет вместе с ним принимать яства и пития. Тем же, которые останутся живыми, я обещаю двойное жалованье до конца жизни и на три дня отдаю в их власть столицу: пусть берут золото, серебро, одежды и женщин — все это ваше!»
В Царьграде епископы, монахи и священники ходили вокруг стены с крестным ходом и со слезами пели: «Господи, помилуй!» При встречах все целовались, просили друг друга храбро сражаться за веру; отечество. Император расставлял войска: три тысячи поставил у Романовских ворот, где начальствовал Джустиниани, 500 воинов — между стеной и Золотым Рогом, во Влахерне, 500 стрелков рассы, пал на береговой линии и поместил небольшие караулы в башнях. Других сил у него не было. Но и в этой малой горсти защитников не было согласия; особенно ненавидели друг друга два главных вождя: Джустиниани и адмирал Лука Нотарес. Они умудрились поссориться накануне приступа.
Когда все было готово, Константин собрал защитников и сказал: «Военачальники, правители, товарищи и вы, верные сограждане! Четыре священные имени да будут вам дороже всего, дороже самой жизни, а главное: вера, отечество, император — помазанник Божий и, наконец, ваши дома, ваши друзья и родные…» Обратившись к венецианцам, император сказал: «Этот город был и вашим городом. Оставайтесь же и в это трудное время верными союзниками и братьями». То же сказал Константин и генуэзцам. Потом он обратился ко всем вместе с такими словами: «В ваши руки передаю мой скипетр, — вот он! Сохраняйте его! На небе вас ждет лучезарная корона, а здесь, на земле, останется о вас славная и вечная память!» Когда император сказал это, раздался единодушный крик: «Умрем за веру и отчизну!»
Рано утром, без всякого сигнала, турки бросились в ров, потом полезли на стены. Для Царьграда, вековой столицы восточных христиан, настала последняя минута. Магомет послал вперед новобранцев с тем, чтобы они утомили осажденных. Но греки отбили их и даже захватили несколько осадных машин. С рассветом двинулись все силы, со всех батарей и судов открылась стрельба. Приступ продолжался два часа, и, казалось, христиане одерживали верх: уже корабли отодвинулись от берега, уже пехота стала отступать для отдыха. Но сзади стояли янычары. Они силой останавливали беглецов и гнали их снова на приступ.
Турки злобно лезли на стены, становились друг другу на плечи, цеплялись за камни — греки не только отбили их, но сделали еще вылазку. Император громко объявил победу. Между тем одна из стрел, пущенных наудачу, ранила Джустиниани в ногу. Он ничего не сказал, никому не поручил свой пост и ушел на перевязку. Уход начальника в такую важную минуту смутил подчиненных. К нему бросился сам император: Джустиниани, ничего не слушая, сел на лодку и переехал в Галату. Янычары тотчас заметили замешательство греков. Один из них, по имени Гассан, поднял над головою щит и, размахивая ятаганом, с тридцатью товарищами бросился к стене. Греки встретили их камнями и стрелами: половину храбрецов истребили, но Гассан все-таки взобрался на стену. Новые толпы янычар закрепили этот успех и успели поднять на башне свое знамя.
Вскоре турки овладели стенами, началось кровопролитие на улицах, грабеж имущества, убийства женщин и детей. Население искало спасения в храме святой Софии, но турки, ворвавшись туда, беспрепятственно захватили всех до единого; кто сопротивлялся, того били без всякой пощады. К полудню весь Царьград был в их руках, убийства прекратились. Султан торжественно въехал в город. У врат святой Софии он сошел с коня и вступил в храм. Подозвав старшего муллу, Магомет приказал ему прочесть на амвоне обычную молитву: с этой минуты христианский храм превратился в мусульманскую мечеть. Затем султан приказал разыскать труп императора, но нашли только туловище, которое узнали по императорским поножьям, украшенным золотыми орлами. Магомет очень обрадовался и приказал отдать его христианам для подобающего императорскому сану погребения.