Bizantinsko-osmanske vojne so bile niz odločilnih spopadov med bizantinskimi Grki in osmanskimi Turki ter njihovimi zavezniki, ki so privedli do dokončnega uničenja Bizantinskega cesarstva in vzpona Osmanskega cesarstva. Bizantinci, ki so bili v šibkem stanju že pred razdelitvijo svojega imperija po četrti križarski vojni, se pod vladavino dinastije Paleolog niso uspeli popolnoma opomoči. Soočali so se z vedno bolj katastrofalnimi porazi v vojni z Osmani in leta 1453 izgubili Konstantinopel, s čimer so se vojne uradno končale, vendar so se spopadi ponekod nadaljevali do leta 1479.
Seldžuški Sultanat Rum je že v 13. stoletju izkoristil slabost cesarstva in začel zasedati ozemlje v zahodni Anatoliji, dokler ni Nikejskemu cesarstvu uspelo pregnati Seldžukov s preostalih ozemelj, ki so bila še pod bizantinsko oblastjo. Nikejsko cesarstvo je leta 1261 Latinskemu cesarstvu vzelo Konstantinopel. Položaj Bizantinskega cesarstva je kljub temu ostal negotov zaradi tekmecev v Epiru, Srbiji in Bolgariji. Vse to in pojemajoča moč Sultanata Rum, glavnega tekmeca Bizanca v Anatoliji, so povzročili premik bizantinskih vojakov iz Anatolije v Evropo, da bi Bizantinsko cesarstvo obdržalo oblast v Trakiji.
Razpad Sultanata Rum je prinesel nepričakovano nestabilnost na bizantinski anatolski meji, saj so turški plemiči, znani kot gaziji, začeli ustanavljati svoje bejlike na račun Bizantinskega cesarstva. Eden od njih je bil Osman I., ki je predstavljala največjo grožnjo Nikeji in Konstantinoplu. 90 let po ustanovitvi Osmanovega bejlika so Bizantinci izgubili vse svoje ozemlje v Anatoliji. in do leta 1400 Trakijo. Križarski pohod na Nikopol leta 1396, Timurjeva invazija leta 1402 in križarska vojna za Varno leta 1444 so omogočili preživetje osiromašenemu Konstantinoplu do dokončnega padca leta 1453. Osmani so po zavzetju mesta v veliki meri zavarovali svojo prevlado v vzhodnem Sredozemlju.
Vzpon Osmanov: 1265–1328 thumb|upright=1.4|levo|Vzhodno Sredozemlje okoli leta 1263 Legenda: temno zeleno: osmanske posesti v prvem desetletju 14. stoletja, s prekinjeno črto so označene osvojitve do leta 1326svetlo rdeče: Bizantinsko cesarstvo svetlo zeleno: turška ozemlja rumeno: Armensko kraljestvo Kilikija rdeče/modro: latinske države
Po bizantinski ponovni osvojitvi Konstantinopla leta 1261 je Bizantinsko cesarstvo postalo izolirano. Med preostalimi latinskimi despotati na ozemlju Grčije in v drugih regijah se je veliko govorilo o ponovni osvojitvi Konstantinopla v korist Latinskega cesarstva, medtem ko je cesarstvu na severu grozila Srbska despotija kralja Štefana Uroša I.
Nekoč močna meja na reki Donavi pod dinastijo Komnenov je bila zdaj ogrožena. Da bi rešil te težave, je cesar Mihael VIII. Paleolog začel utrjevati svojo oblast. Oslepiti je ukazal svojega mlajšega socesarja Ivana IV. Laskarisa, kar je povzročilo veliko nezadovoljstva in cesarjevo izobčenje. Da bi se temu zoperstavil, je cesar za novega carigrajskega patriarha postavil Germana III. in mu ukazal, naj umakne njegovo izobčenje in se podredi avtoriteti Rimske cerkve, da bi ublažil latinsko grožnjo. Medtem ko je Bizantinsko cesarstvo nadaljevalo z osvajanjem latinskega ozemlja, so Turki pod vodstvom Osmana I. začeli z vpadi na bizantinsko ozemlje v Anatoliji. Leta 1265 so zavzeli Söğüt in leta 1289 Eskişehir.
Mihael VIII. se ni mogel soočiti s temi zgodnjimi osmanskimi osvajanji, ker je potreboval vojsko na zahodu. Leta 1282 je umrl in oblast je prevzel njegov sin Andronik II. Smrt starega bizantinskega cesarja je pomenila olajšanje za širšo družbo. Njegova politika pomiritve s Cerkvijo v Rimu, visoki davki in vojaški izdatki so močno obremenili ljudi. Ko so Osmanski Turki začeli osvajati bizantinsko ozemlje, so Anatolci nanje gledali kot na osvoboditelje in mnogi so se kmalu spreobrnili v islam, kar je spodkopalo tisti del bizantinske moči, ki je temeljila na pravoslavju.
Andronikovo vladavino so zaznamovale njegova nesposobnost in kratkovidne odločitve, ki so na dolgi rok nepopravljivo škodile Bizantinskemu cesarstvu. Razvrednotil je bizantinski hiperpiron, kar je oslabilo bizantinsko gospodarstvo. Vplivnežem, se pravi zemljiški aristokraciji, je znižal davke in jih prenesel na viteški razred pronoia. Da bi povečal svojo priljubljenost, je zavrnil zvezo pravoslavne in katoliške cerkve, ki jo je razglasil drugi lyonski koncil leta 1274, s čimer je še povečal sovražnost Latincev. Zelo si je prizadeval ohraniti oblast v Anatoliji in ukazal gradnjo utrdb v Anatoliji ter intenzivno urjenje vojske. Ukazal je tudi selitev svojega dvora v Anatolijo, da bi laže nadziral tamkajšnje pohode. Svojemu generalu Aleksiju Filantropenu je ukazal, da za vsako ceno odbija napade Turkov. Aleksij je po začetnih uspehih izvedel neuspešen državni udar in bil za kazen oslepljen, s čimer so se njegovi pohodi končali. Vse to je Osmanom omogočilo, da so leta 1301 oblegali Nikejo. Sledil je poraz Andronikovega sina Mihaela IX. in bizantinskega generala Jurija Muzalona v bitkah pri Magneziji in Bafeju leta 1302. Andronik je poskušal zadati Osmanom odločilen udarec z najemom katalonskih plačancev. 6500 plačancev pod vodstvom Mihaela IX. in Rogerja de Flora je spomladi in poleti 1303 uspelo pregnati Turke iz Filadelfije. Vojska je v Anatoliji povzročila veliko opustošenje. Pridobitve so ponovno izničile notranje težave. Rogerja de Flora so iz maščevanja umorili, njegova vojska pa je začela ropati po anatolskem podeželju. Ko so Katalonci leta 1307 končno odšli iz Anatolije da bi napadli bizantinsko Trakijo, so domačini z veseljem pozdravili Osmane, ki so znova začeli blokirati ključne bizantinske trdnjave v Mali Aziji. Osmanski vojaški uspehi so bili v veliki meri posledica številnih razprtij med nasprotniki. Mnogo kmečkih prebivalcev Anatolije je v Osmanih videlo boljše gospodarje od Bizantincev.
thumb|upright=1.4|right|Bizantinsko cesarstvo ob prihodu Andronika III. na bizantinski prestol
Po teh porazih Andronik II. ni mogel poslati v Anatolijo večjih sil. Leta 1320 je bil njegov vnuk Andronik III. po smrti svojega očeta Mihaela IX. razdedinjen. Naslednje leto se je Andronik III. maščeval s pohodom na Konstantinopel in kot apanažo dobil Trakijo. Še naprej si je prizadeval pridobiti svojo dediščino in leta 1322 je postal socesar. Nesoglasja so dosegla vrh v bizantinski državljanski vojni 1321–1328, v kateri je Srbija podprla Andronika II., Bolgari pa njegovega vnuka. Andronik III. je 23. maja 1328 končno zmagal. Medtem je Osmanom leta 1326 uspelo zavzeti Burso.
Povečevanje pritiska: 1328–1341 thumb|200px|left|Osmanska vojska je imela veliko izkušenih vojakov in nabornikov
Usoda Nikeje je bila zapečatena, ko je bila bizantinska pomožna vojska 10. junija 1329 poražena pri Pelekanosu. Leta 1331 se je Nikeja vdala. Vdaja je zaradi njene strateške lege pomenila velik udarec za Bizantinsko cesarstvo in povečan pritisk na Konstantinopel.
Vojaška moč Bizantincev je bila izčrpana in Andronik III. je bil prisiljen preiti na diplomacijo, tako kot pred njim njegov stari oče. V zameno za varnost preostalih bizantinskih naselij v Anatoliji je bil pripravljen Osmanom plačevati davek. Na žalost za Bizantinsko cesarstvo to ni preprečilo Osmanom, da leta 1333 ne bi oblegali Nikomedije. Mesto je dokončno padlo leta 1337.
Androniku III. je ob teh neuspehih uspelo doseči tudi nekaj uspehov proti svojim nasprotnikom v Grčiji in ponovno zasedel Epir in Tesalijo. Leta 1329 so Bizantinci ponovno zavzeli otok Hios in leta 1335 zavarovali Lezbos. Osvojitev izoliranih otokov je bila osamljena izjema od splošnega trenda vse večjega osmanskega osvajanja. Razen tega nobeden od otokov ni bil pod osmansko oblastjo. Osvajanja otokov in ozemlja na evropski celini so zmanjšala vojaški potencial Bizantinskega cesarstva. Vojaško sposobnost sta dodatno oslabila ekspanzija Srbske despotije v nedavno svojeni Epir in nazadnje uničujoča državljanska vojna.
Balkanska invazija in državljanska vojna: 1341–1371 thumb|right|300px|Balkan in Anatolija okoli leta 1355. Bizanc je izgubil svoja mesta v Anatoliji ter Makedoniji in Epirju, ki jih je osvojila Dušanova Srbija. Osmani so utrdili svojo oblast v Bitiniji
Andronik III. je leta 1341 umrl in prepustil oblast svojemu desetletnemu sinu Ivanu V. Ustanovljen je bil regentski svet, v katerem so bili Ivan Kantakuzen, cesarjeva mati Ana Savojska in patriarh Ivan XIV. Kalekas. Rivalstvo med Kalekasom in Kantakuzenom je privedlo do uničujoče državljanske vojne, v kateri je februarja 1347 zmagal Kantakuzen. V tem času je še naprej razsajala kuga. Dogajali so se potresi, osmanski napadi pa so se nadaljevali, dokler ni v bizantinskih rokah, s plačilom davka, ostala samo Filadelfija. Med celotno državljansko vojno so Bizantinci na obeh sprtih straneh kot plačance zaposlovali Turke in Srbe, ki so plenili po mili volji. Velik del Makedonije je bil popolnoma opustošen. Kantakuzen je po svoji zmagi vladal kot socesar Ivana V.
Njuna dvojna vladavina je sčasoma propadla in sprožila novo državljansko vojno, ki je še bolj zmanjšala tisto, kar je ostalo od Bizantinskega cesarstva. V vojni je znova zmagal Kantakuzen in kot Ivan VI. zavladal namesto izgnanega Ivana V. Paleologa. Za mlajšega socesarja je imenoval svojega sinom Mateja Kantakuzena. V igro so se vrnili Turki pod Osmanovim sinom Orhanom I. in leta 1354 zavzeli trdnjavo Kallipolis (Galipoli), s čimer so si odprli vrata do evropske celine. Prihod na videz nepremagljive osmanske vojske, ki je obkrožila Konstantinopel, je v Konstantinoplu povzročil paniko, ki jo je izkoristil Ivan V., ki je s pomočjo Genovežanov izvedel državni udar in novembra 1354 odstavil Ivana VI. Kantakuzena. Slednji se je zatem umaknil v samostan.
Državljanska vojna se s tem ni končala. Matej Kantakuzen je od Orhana I. dobil vojsko in poskusil zavzeti Konstantinopel. Potem ko so ga leta 1356 ujeli, so se končale njegove sanje o bizantinskem prestolu. Po koncu državljanske vojne je prišlo do krajšega zatišja v vojni med vedno močnejšimi Osmani in Bizantinci. Leta 1361 je v turške roke padel Didimotihon. Orhanov naslednik Murat I. je bil bolj zaskrbljen zaradi svojega položaja v Anatoliji. Podobno kot pred njim Seldžuk Alp Arslan je tamkajšnje ozemlje prepustil vazalom in po obsežnih vojaških operacijah leta 1363 in 1364 osvojil Plovdiv in leta 1369 Odrin.
Bizantinsko cesarstvo ni bilo sposobno niti sprožiti spodobnega protinapada niti obraniti tega ozemlja. Osmani so postali premočni. Murat I. je 26. septembra 1371 v bitki na Marici potolkel srbsko vojsko, kar je privedlo do konca srbske oblasti. Osmani so bili zdaj pripravljeni osvojiti Konstantinopel. V poskusu, da bi preprečil poraz, je Ivan V. prosil za podporo papeža in ponudil pokornost Rimu v zameno za vojaško podporo. Javno je začel izpovedovati svojo rimskokatoliško vero, vendar ni prejel pomoči. Začel se je pogajati z Muratom I. in z njim sklenil dogovor, da bo Bizanc v zameno za mir plačeval Osmanom davek v denarju in vojakih.
Bizantinska državljanska vojna in vazalstvo: 1371–1394 Do zdaj so v vojni zmagovali večinoma Osmani. Bizantinsko cesarstvo se je skrčilo na Konstantinopel in njegovo okolico in bilo prisiljen priznati svoj status vazala osmanskega sultana.
Vazalstvo se je nadaljevalo do leta 1394. Z osmanskega stališča je bil Konstantinopel nevtraliziran, okoliške krščanske sile pa še vedno predstavljale grožnjo Osmanom. Pod njihovim popolnim nadzorom ni bila niti Anatolija. Osmani so nadaljevali s prodiranjem na Balkan in se tako kot v Anatoliji izkazali za velike osvajalce. Leta 1385 so Bolgarom odvzeli Sofijo in naslednje leto Srbom Niš. Različne majhne države, vključno s Srbijo po bitki na Kosovskem polju leta 1389, so postale osmanski vazali. Velik del Bolgarije je leta 1393 zavzel Bajazid I. Ko je leta 1396 padel še Vidin, je bila Bolgarija v celoti podjarmljena.