Osman Gazi Kulacahisar, Domaniç ve Bilecik zaferlerinden sonra kendisine İznik’i hedef seçmişti. Tehlikeyi önceden gören ve olası bir Osmanlı taarruzuna karşı koymak için bir araya gelen Bizans tekfurları Bizans hükümdarı Mihail (9. Mihail Palaiologos) den yardım istediler. Mihail, Bizans için büyük bir tehdit haline gelen Türklerin ilerleyişini durdurmak ve olası yeni fetihlerin önünü kesmek için İznik’in muhafaza edilmesi gerektiğini biliyordu. Nihayet Osman Gazi İznik’i kuşatma altına aldı. İznik’te bulunan Bizans birlikleri kuşatmaya direnebilmeleri için ikmale muhtaçlardı. Osman Gazi, bölgeye giden ticaret yollarını tutarak Bizans’tan gelecek ikmal ve erzak desteğini kesti. Buraya ancak gece karanlığında ve küçük çapta ikmaller yapılabiliyordu.
Mihail, İznik’teki güçlerin kuşatmaya dayanabilmeleri için ikmal güzergahını güvence altına almak ve diğer tekfurluklardan gelecek askerlerle birleşerek kuşatmayı bertaraf etmek amacıyla hazırlıklara başladı. Bursa, Erdenos, Bedenos, Kastel ve Kite tekfurlukları askeri güçlerini birleştirdiler. Mihail’de paralı asker olarak görevlendirdiği 2000 kadar Alan askerini general Muzalon komutasında gemilere bindirip yola çıkarttı. Bu harekâtın amacı Alan askerlerinin Yalova sahillerine ulaşıp oradan da Bursa’da bulunan tekfurluklardan toplanmış kuvvetlerle birleşmesiydi.
Osman Gazi bölgenin keşfi ve kontrolü için 100 kadar öncü keşif birliği görevlendirmişti. Bu birlikler askeri hareketliliği zamanında fark ederek durumu Osman Gaziye ilettiler. Bu hayati tespit Osman Gaziye büyük bir avantaj kazandırdı. Zira Bizans kuvvetlerinin komutasında birleşecek olan tekfurluk güçleri sayıca Osman Gazi’nin idaresindeki ordudan üstün hale gelebilirler ve beyliğin istikrarlı ilerleyişinin önüne geçebilirlerdi. Bu durumda o zamana kadar elde edilmiş başarılar boşa çıkmış olurdu. Osman Gazi Bizans kuvvetlerinin hamlesini zamanında haber alarak bölgeye 5.000 süvarisini nakletti ve Bizans kuvvetlerinin bölgeye intikalini durdurdu.
2.000 askerlik Bizans kuvveti Yalova’dan İznik’e doğru ilerlerken Osmanlı Birlikleri kendilerini Koyunhisar mevkiinde karşıladı. Bizans ordusu bu hamleyi beklemiyordu. Zira İznik’in kuşatması başlamış ve devam etmekteydi. Osman Gazinin tüm gücü ile kuşatmada olacağını düşünen Bizans kuvvetleri 5.000 kişilik Osmanlı kuvvetleri ile karşısında çaresiz kaldı. Mukavemet göstermek yerine en az kayıpla dönebilmek için çarpışarak geri çekildiler ve gemilerle Bizans’a geri döndüler.
Koyunhisar muharebesi şiddetli, çetin ve destansı bir savaş olmamıştı belki ancak Osman Gazi ilk kez doğrudan Bizans’ın resmi askeri ve ordusu ile karşı karşıya gelmişti. Üstelik savaşın kazanılmasında esas etken savaş meydanındaki askeri unsurlardan ziyade taktik ve stratejiydi.
Osman Gazi Koyulhisar Savaşı sonrası ile Bizans’a karşı galip gelmişti. İznik’i kuşatma altına almak ve fethetmek artık daha kolaydı. Ancak İznik, fethedilen diğer hisarlar gibi değildi. Hem çok daha kuvvetli surlara sahipti hem de surların ardında kalabalık bir nüfus, buna bağlı olarak ta uzun süre mukavemet gösterebilecek bir ordu bulunuyordu. Osman Gazi, mevcut durumu hem siyasi hem de askeri yönleri ile mülahaza ettikten sonra kuşatmayı kaldırarak geri çekilme kararı verdi. Zira böylesi uzun sürecek bir kuşatma için bazı şartların olgunlaşması gerekmekteydi. Devletin idaresinde kusur olmamalı, uzun süre seferde bulunabilecek hükümdarın makamı tehdit altında bulunmamalı, uzun sürecek kuşatmalar için hem askeri gücün sayıca artması hem istihkam hem de ikmal bakımından güçlenmesi gerekmekteydi. Kuşatmayı ileriki bir tarihte tekrar gerçekleştirmek üzere Erdek, Biga ve Ulubat’ı Bizans’a bırakarak Söğüt’e geri döndü. Bu kararın ne denli yerinde bir hamle olduğunu İznik’in ancak Orhan Gazi döneminde fethedilebilmiş olmasından kıyasla anlayabiliyoruz.
İznik kuşatılamamış ancak Bizans savaş meydanında üstelik fütuhat üzereyken mağlup edilmişti. Bu haber Osman Gazi’nin namını tüm Anadolu’da yüceltti. Moğol zulmü altında ezilen halk, Anadolu Selçuklu Devletinin içinde bulunduğu zûl ve Gazilerin fütuhat özlemi Osmanlı Devletini hızla büyümesine imkân sağlayacak ortamı oluşturmuştu. Moğol zulmünden kaçıp fütuhat ve gaza etmeyi arzulayan gaziler Anadolu’dan yollara düşüyor ve Osman Gazi’ye biat ediyor, fethedilen yeni topraklarda yaşamak isteyen halk Selçuklu topraklarını terk ederek Osman Gazi’nin hüküm sürdüğü beldelere yerleşmek için can atıyordu.
Tarihe “Bafeus Savaşı” olarak geçen bu vaka ile Osman Gazi, Bizans hükümdarına karşı ilk mücadelesini vermiş ve ilk galibiyetini kazanmış oldu. Aslında bu mücadele Osman Gazi’nin Bizanslılar ile giriştiği ilk savaş değildi. Daha önce Domaniç ve Bilecik’te de Bizans tekfurları ile savaşmıştı. Ancak bu tekfurluklar doğrudan Bizans güçleri olarak kabul edilmiyordu. Daha çok uç beylikler ve yerel hükümdarlıklar olarak yaşayan Tekfurluklar Bizans’a vergi ödüyor ve Bizans hükümdarının emirleri doğrultusunda hareket ediyorlardı. Oysa Koyunhisar Muharebesinde doğrudan Bizans Hükümdarı tarafından görevlendirilen bir ordu ve komutan ile savaş söz konusu olmuştur.
Bazı tarihçiler Osmanlı Devletinin kuruluşunu Koyunhisar savaşı olarak kabul ederler. Bunun sebebi olarak da Türk töresinde devlet olabilmek için kut almak ve büyük bir zafer kazanmak gerektiği, Osman Gazinin ancak Koyulhisar gibi bir mücadele sonrasında bunu başarabileceğini öne sürerler. Bunun yanında Osman Gazinin Bizans tarafından statü bakımından tanınmaya başlaması ve namının bu savaş sonrasında hızla yayılması referans gösterilir. Bu tezi destekleyen bir diğer bulgu ise hükümdarlığım sembollerinden olan resmi sikke basılmasının bu tarihten sonra gerçekleştiği yönündedir. Söz konusu bakış açısı makul olsa da ilk Osmanlı tarihçisi olan Aşık Paşazade’nin “Osmanoğullarının Tarihi” adlı eserinde Osman Gazi adına ilk hutbenin 1299 yılında okutulduğu yönündeki bilgi çok daha kıymetlidir. Söz konusu tezi ortaya atanların bu kadim ve çok kıymetli esere “Hurafe” demeleri ayrı bir vahamet olarak karşımıza çıkıyor. Bu nedenle itibar edilebilir tarih 1299 yılı olmalıdır.