加拉太塔沦陷后，骑士们又连夜赶工不眠不休地切断金角湾铁锁和水际的阻碍桩，终於在七月十二日凌晨打开了金角湾，以供威尼斯舰队驶入。
至此，十字军取得了进攻君士坦丁堡的桥头堡，统帅们集结于加拉太的临时司令部，讨论接下来的进攻方略。一部份骑士提出意见，指出从加拉太区眺望君士坦丁堡，发现拜占庭人连海岸也都修了城墙，看起来并非那么容易登陆；但是丹多罗激励他们，毕竟临时加盖的海岸城墙比起正面的提奥多修斯墙要矮上一半，从海面上进攻无疑是较为简单的战法。
孟菲拉特侯爵提案，由他率领一半的部队登陆金角湾深处的布拉赫内区，协同威尼斯舰队里外挟击一小段提奥多修斯墙，而这个战略很快就获得了一致通过。
於是威尼斯舰队趁夜输送了孟菲拉特侯爵率领的三千五百名十字军将士，登陆金角湾内侧，并将攻城武器与扎营设备一并登陆，当拜占庭人发现时，法军早已在君士坦丁堡的北侧城墙外结成坚强营寨，虽尝试派兵加以驱逐，但却屡屡被十字军打退。
同时，丹多洛总督正在积极筹备攻城作战，威尼斯水手拆除了桨帆船上易於著火的帆布、索具，在甲板上洒上一层厚灰，於船壳外包裹了浸湿的毛皮与石棉，好用来防范著名的希腊火攻击。经过一周的准备，七月十七日时，威尼斯舰队与十字军同时发动了总攻击。
法兰克人操作著威尼斯舰队上拆下来的攻城武器，不停轰击提奥多修斯墙；同时威尼斯的平底登陆舰则披著铁甲裹著防火垫，冒著猛烈箭雨和希腊火攻击，装载陆战队员横越金角湾，准备强行登陆君士坦丁堡。
由於威尼斯登陆舰事前有作好防火对策，所以拜占庭希腊火的攻击成效有限；等到接近海岸城墙时，威尼斯登陆舰架起大约12公尺高的云梯，让士兵冲上海岸城墙展开肉搏战，在战况最佳时，威尼斯海军攻陷了25座海岸城塔，并在城区内杀烧掳掠，纵火焚烧市街，但是拜占庭皇帝以勇猛著名的瓦兰吉卫队（Varangians，由北欧和俄罗斯地区的维京战士组成的佣兵集团）出击之后，威尼斯人被杀的丢盔卸甲逃回船上，坐镇旗舰的丹多洛总督听闻消息，震怒地带领舰队高官组成督战队登陆，好不容易才阻止了崩溃进一步扩大。
所幸此时战况好转，由于法兰克骑士近乎鲁莽的勇猛，他们不可思议地正面攀上了提奥多修斯墙，这迫使拜占庭军把主力的瓦兰吉卫队调回北方战线。拜占庭皇帝阿列克谢三世亲率七千五百人前往迎击，但却被法兰克骑士的猪突猛进打退，这对守军的民心士气还有皇帝本人的战斗意志都造成了极大打击。
究竟是什么原因使得拜占庭帝国如此不堪一击？后世史家们都很想问这个问题，除了军民对于现任皇帝阿列克谢三世的无能、不信赖与缺乏正当性之外，长年的腐败和财政的透支，腐蚀了陆海军的作战士气，除此之外流亡并主导这次君士坦丁堡攻防战的阿列克谢王子，或许也对分化了城内军民意见起到了一定程度作用。
总之，七月十八日晚上，阿列克谢三世最后搜括了宫中的所有财宝（大约价值二十万马克的一千磅黄金），以及他最宠爱的公主爱蕾娜（Eirene），抛下城中数十万军民百姓，偷偷搭船从君士坦丁堡南岸的方向，潜逃到色雷斯去了。日后阿列克谢三世被逮捕并软禁于修道院中，不过爱蕾娜公主则是嫁给了提奥多雷一世，辅佐丈夫建立了尼西亚帝国。
就这样，君士坦丁堡在迎接七月十九日的朝阳时，威尼斯人、法兰克人、以及拜占庭人都错愕地发现，这场攻打世上最坚固城塞的战争莫名其妙地有了结果。
第四次十字军于1203年七月十九日攻陷君士坦丁堡。
反目成仇
阿列克谢太子兴高采烈地在第四次十字军的协助下，推翻叔叔回国登上皇位，此即为阿列克谢四世皇帝。可是阿列克谢四世登基之后的脸色肯定不是很好看，因为此时拜占庭帝国的财政已经处於山穷水尽状态：君士坦丁堡四分之一的市区被破坏、舰队与士兵死伤殆尽，撇开沉重的重建费用不谈，国库里连当初谈好要答谢十字军的二十万马克都拿不出来———这笔钱早就被前任皇帝卷款而逃啦！於是阿列克谢四世使出拖字诀，希望能够打混赖掉这笔迷糊帐，但是讲到钱这种东西，威尼斯人是不可能被随便糊弄过去的。
因为金钱纠纷没有解决，第四次十字军的将士也就只好就地进驻君士坦丁堡，这么一住下去就住了半年。法兰克骑士自认为是胜利者，在城内趾高气扬地要吃要喝横行霸道，威尼斯水手也到处搜括战利品，或是高价兜售民生物资，令君士坦丁堡市民的心情恶劣到极点；最严重的一次冲突发生在1204年十二月，当时几名喝到烂醉的法兰克骑士纵火烧掉了君士坦丁堡城内的清真寺，火势扩大延烧到萨拉森人与犹太人居住的贫民区市街，结果使一万五千名市民成为无家可归的难民。
阿列克谢三世残党的领袖慕特索夫洛（Mourtzouphlos）似乎也察觉到这种民气可用，於是暗自煽动市民袭杀威尼斯与法兰克官兵，难民们愤怒地在街上袭击落单的十字军将士，并纵火破坏威尼斯商馆。大多数君士坦丁堡市民想要乾脆把第四次十字军赶走，不付账就是不付账。
阿列克谢四世於是被挟在十字军与抗战派市民之间，成了不知如何是好的夹心饼乾，他只得央求丹多洛总督与孟菲拉特侯爵，请他们将十字军暂时撤往城外好减低市民的不满。十字军方面勉强接受了这个提案，分别撤往布拉赫内区的攻城营地和金角湾对岸的加拉太区，并且赔偿了一部份灾民的损失，还维修了后来令他们攻的非常辛苦的君士坦丁堡城墙，但这些亡羊补牢的举动没能挽回民心。
丹多洛总督也注意到了君士坦丁堡内部不稳的政情，就判断出拜占庭帝国似乎没有付帐的打算了；於是丹多洛密令小他六十岁的独子拉尼尔·丹多洛（Ranier Dandolo）返抵威尼斯，去率领一支增援舰队，装载更多攻城武器速速赶来君士坦丁堡，以备有事发生时能够有足够实力应变。
一如丹多洛总督的预料，处於不稳气氛下的君士坦丁堡真的发生了动乱，事变发生在1204年一月27日。这天，拜占庭的强硬派领袖慕特索夫洛派出七艘火船袭击君士坦丁堡码头，趁著威尼斯人与法兰克人忙於救火之际，发动政变软禁皇帝阿列克谢四世与其父艾萨克二世；十字军方面搞清楚状况之后，谴责慕特索夫洛的作法，要求释放阿列克谢四世，结果反倒使得慕特索夫洛弑杀皇帝父子，自行宣怖登基成为阿列克谢五世皇帝。
中世纪欧洲有句格言：「坚墙之后逞勇易。」因为十字军先前为了抑制军民冲突而撤出城外，於是理所当然地，阿列克谢五世鼓起勇气驱逐了城内少部份驻留的十字军使节，并且紧闭城门，宣布拒绝屡行一切合约条文。不过他毫无准备的鲁莽举动是灾难性的，这大大地刺激了十字军将士，令他们心中连最后一点点对待基督徒同胞的仁爱之心都粉碎了，毕竟对於十字军将士而言，是拜占庭人背信忘义在先，而不是他们同室操戈有错。
在最后对阿列克谢五世的谈判也破裂之后，十字军于加拉太召开会议，决定再次攻打君士坦丁堡，推翻阿列克谢五世。
鉴于阿列克谢四世的无能、阿列克谢五世的不合作，会议上威尼斯与十字军一致同意，战胜之后不再放任君士坦丁堡当局自行产生皇帝，而是由十字军参与成员推举新皇，直接对拜占庭帝国实施军事统治。
