От лишений, нехватки воды и продовольствия сильно пал боевой дух. И опять помогло видение. Одному провансальскому священнику, Петру Диздерию, во сне явился епископ Адемар и сказал, что паломники должны провести крестный ход вокруг Иерусалима. 8 июля был объявлен пост и устроен крестный ход. Босая, но хорошо вооруженная процессия двинулась вокруг Иерусалима к Масличной горе, «чтобы очиститься от грехов и испросить милость Божью для завоевания святого города», осыпаемая со стен проклятиями и насмешками мусульман. На Масличной горе к воинам обратились священнослужители, в том числе Петр Пустынник и капелланы (военные священники) Раймунда и Робера Нормандского, Раймунд из Агийе и Арнульф де Ро. Их красноречие тронуло воинов, все поклялись сражаться за крест, обнялись даже Танкред и Раймунд.
8 июля башня Готфрида Бульонского была придвинута к северной стене города. Однако стена здесь была особенно крепка и высока, и башню решили передвинуть в другое место, восточнее: обнаружили, что там стена слабее. Башня графа Раймунда была закончена 13 июля. Башня Робера Фландрского должна была быть придвинута к стене на северо-западе, но, видимо, не была готова и в штурме не участвовала. Женщины и старики сшивали шкуры быков и верблюдов и прибивали их гвоздями к наружным частям башен, чтобы уберечь их от огня.
«Наши сеньоры задумались, каким образом можно взять город, чтобы проникнуть туда и поклониться Гробу нашего Спасителя. Были построены две деревянные башни и немало других устройств. Герцог Готфрид построил свою башню, снабдив ее осадными устройствами, то же сделал и граф Раймунд. Они приказали принести дерево из отдаленных местностей. Сарацины, увидев, что наши воины строят эти орудия, всячески укрепляли город и ночью усиливали башни. Затем наши сеньоры определили самую слабую часть крепостной стены, приказали в ночь на субботу подвезти туда наши осадные орудия и одну деревянную башню: это было с восточной [на самом деле, с северной] стороны. Они установили их на рассвете, затем за воскресенье, понедельник и вторник [10-12 июля] подготовили и снарядили башню. В южной части граф де Сен-Жиль подготовил свою башню. Между башней и стеной был ров; бросили клич — если кто снесет в этот ров три камня, получит деньги. Три дня и три ночи длилось заполнение рва. В то время мы так страдали от жары, что человек не мог за деньги получить достаточно воды, чтобы утолить жажду…», — рассказывает Аноним.
Нужно было спешить. Повторялась антиохийская ситуация: по направлению к Иерусалиму из Египта с большой армией шел визирь аль-Афдал. Нужно было взять город до того, как он приблизится.
Штурм начался в четверг 14 июля на рассвете. Обе башни начали придвигать к стенам, с обеих сторон действовали метательные машины, летели стрелы, осажденные пытались сжечь башни. Аноним рассказывает: «Когда наши придвинули орудия [башни и метательные машины] к стенам, оттуда стали не только бросать камни и пускать стрелы, но и сбрасывать стволы деревьев и зажженные пуки соломы; потом они начали кидать в наши орудия просмоленные, намазанные воском и серой куски дерева, обернутые в горящие тряпки… Они были со всех сторон еще утыканы гвоздями, чтобы, куда бы ни попали, цеплялись бы и воспламеняли бы [башни и осадные машины]. Деревья же и солому [они] кидали, чтобы хоть пламя остановило тех, кого не могли сдержать ни меч, ни высокие стены, ни глубокий ров». К вечеру 14 июля башня Раймунда была придвинута через ров к стене. Обороной на этом участке руководил сам наместник Ифтикар.
Утром 15 июля башня Готфрида была придвинута к стене. Ожесточенный штурм не принес успеха. Гийом Тирский рассказывает: «Рано утром в пятницу [15 июля] начался главный штурм, однако мы были не в состоянии что-нибудь сделать и отступили назад в великом смятении. Затем, с приближением того часа, когда Господь наш Иисус Христос кончил за нас Свои страдания на кресте [три часа пополудни], наши рыцари под командой герцога Готфрида и графа Эсташа повели яростную атаку с деревянной башни. Тогда один наш [фландрский] рыцарь по имени Летольд (и за ним Жильбер, оба из Турне) взобрался на стену. Как только он оказался наверху, защитники города оставили стены и побежали вниз в город, а наши воины преследовали их, убивая и разя мечом, до храма Соломона, где была такая бойня, что наши люди бродили по щиколотку в крови».
Танкред и его люди шли следом за лотарингцами. Спустившись со стен в город, воины Готфрида открыли ворота Святого Стефана, чтобы впустить в город основную массу войск. Тогда вошли в город со своими людьми герцог Нормандский и граф Фландрский. Тулузцы яростно атаковали южную стену и городскую цитадель, но безуспешно. Когда наместник города, находившийся в цитадели, увидел ворвавшихся в город крестоносцев, он сдался графу Тулузскому, выговорив себе жизнь, и приказал открыть Яффские ворота. Тулузцы ворвались в город и присоединились к грабежу и убийствам.