În vara anului 1484 otomanii au atacat cetatea-port Chilia în vederea extinderii ariei de dominație turcească în nordul Dunării de Jos. Odată cu întărirea puterii personale a sultanul Baiazid II (1481 – 1512) acesta reclamă vechile posesiuni sau zone de influenţă bizantine, urmărind transformarea Mării Negre într-un „lac otoman”.

După căderea cetăţilor genoveze din Nordul Mării Negre şi a Mangopului, a venit rîndul Chiliei şi Cetăţii Albe. La 30 aprilie 1484, sultanul a proclamat „războiul sfînt”, iar pe 22 mai, a pornit din Adrianopol, în fruntea unei armate formată din 200 de nave, pe care erau îmbarcate maşinile de război, artileria şi alimentele, corpul ienicerilor şi pedestrimea.

Ajungînd la Dunărea de Jos la 26 iunie 1484, armata turcă a trecut pe un pod de vase construit la Isaccea şi s-a împărţit în două, un corp a pătruns pe braţul Chilia, celălalt a blocat ieşirea în faţa Cetăţii Albe, în timp ce flota era pe Dunăre. Efectivele armatei lui Baiazid II erau întărite de 20 000 de oșteni ai domnului Valahiei Vlad Călugărul şi de 50 000 de oşteni ai hanului tătarilor Mengli Ghirai I.

Umanistul polonez Ioan Ursinus nota că după ce prin fața Chiliei a trecut flota otomană, care se îndrepta spre Isaccea, orășenii au strîns grîul încă necopt, l-au legat în snopi și l-au dus pe la casele lor.

Prima ciocnire a armatei otomane cu moldovenii a avut loc la trecerea peste Dunăre. O inscripție bulgară relatează că o parte din forțele moldovene îl așteptau pe sultan la Isaccea. Dar cele cîteva corăbii moldovene nu puteau să reziste în fața unei flote otomane numeroase înarmate cu tunuri, din care ceva mai tîrziu s-a tras și asupra cetății. Conform relatărilor cronicarului turc Sa’adeddin, pîrcălabul care s-a luptat cu otomanii a cazut în mîinile sangeacbeiului de Silistra.

Sosind la 5 iulie 1484 în fața Chiliei, Baiazid a pornit lupta. Asediul a fost extrem de violent chiar de la început. Ioan Ursinus descrie luptele crîncene din jurul cetății. Cu toate că numeroasele tunuri ale sultanului aruncau asupra zidurilor ghiulele de piatră, zidurile și turnurile rămîneau acoperite de apărători. Prin porțile cetății a ieșit un detașament de călăreți, gonindu-i pe turci pînă-n tabăra lor. Totuși, peste cîteva zile, artileria otomana a distrus turnurile și o bună parte din ziduri.

Bătălia este relatată într-un act al sultanului, prin care îşi anunţa victoria: „Uneltele de bătaie şi de asalt, instrumentele de luptă şi de măcel fură adunate şi aşezate şi, în timp ce vîrfurile săgeţilor şi focurile distrugerii şi ale răzbunării zburau fără încetare şi [cădeau] asupra ghiaurilor desfrînaţi ca picăturile unei ploi iuţi, puştile – cele mici şi mari, … mîncau, din cînd în cînd, turnuri…, nemairămînînd nici o putinţă de a mai rezista, în sfîrşit cetatea fu cucerită”.

Garnizoana cetăţii formată din 400 de oşteni conduși de pîrcălabii Ivaşco şi Maxim a fost copleşită, fiind cucerită la 14 iulie 1484, după 8 zile de asediu. Malatesta, secretarul regelui polon Sigizmund, pretinde că cetatea a căzut din cauza trădării dintre conducătorii superiori ai garnizoanei cetății. Faptul pare a fi confirmat și de Asik Pașa-zade, care menționează că «un om, care era eminul acestei cetăți, a venit și a intrat în cortul unui vizir de-al padișahului». Se pare că acest emin nu a fost un pîrcălab al cetății. În Moldova atribuțiile eminului îi reveneau vameșului, care avea mai curînd funcții economice decît militare. Acest «emin» ar fi spus: «Cetatea este a padișahului». Nu este exclus să fi fost unul dintre negustorii orașului, mai cu seamă de origine străină, care în cazuri similare treceau ușor de partea otomanilor. Peste cîteva zile a fost cucerită şi Cetatea Albă.

Pierderea Chiliei a adus mari prejudicii economiei și sistemului de apărare ale Țării Moldovei, care a rămas fără ieșire la mare. Importanţa acesteia pentru Imperiul Otoman este subliniată într-un act al sultanului, care o considera „cheia şi poarta pentru toată Ţara Moldovei şi Ungaria şi cele de la Dunăre”.