В ходе Первого крестового похода, после взятия Никеи (26.06.1097) участники похода перессорились и разделились на две отдельные армии. Авангардом численностью от 10 до 20 тыс. человек, состоящим из итальянских норманнов командовал Боэмунд Тарентский, с ним находились также войска Танкреда, Роберта Фландрского и небольшой византийский отряд под командованием Татикия, крещёного турка на службе у императора. Более крупный корпус (около 30 тыс. человек) шёл в арьергарде под началом Готфрида Бульонского, Гуго де Вермандуа, папского легата Адемара и Раймунда Сен-Жилльского. Оба отряда должны были встретиться у Дорилея — заброшенного военного лагеря византийцев.
Чтобы противостоять крестоносцам, сельджукский султан Рума Кылыч-Арслан I и его давний противник Гази ибн Данишменд, эмир Каппадокии и Тавра, заключили перемирие и союз. Объединив силы, они расположились неподалёку от Дорилеи (ныне Эскишехир) с армией численностью около 8 тыс. человек. Войска сельджуков организовали засаду по обе стороны дороги, которой шли крестоносцы.
Утром 1.07.1097 авангард Боэмунда был внезапно атакован из засады турецкими войсками в районе соединения двух долин у Дорилея. Велев пехотинцам разбить лагерь, Боэмунд и Танкред попытались организовать контратаку, но к тому моменту авангард уже оказался в окружении. Конные сельджуки нападали на лагерь, убивая не успевших вооружиться пехотинцев, и отступали прежде, чем тяжеловооружённые рыцари успевали настичь их; кроме того, их лучники вели постоянный обстрел лагеря. Латиняне, привыкшие к европейской тактике боя, были определенно шокированы такой тактикой противника, которая для них была совершенно незнакомой. По приказу Боэмунда рыцари выстроились кольцом вокруг лагеря, собрав в его центре невооружённых и пеших.
Построив оборонительное формирование они стали ждать подкрепления. Ещё до того, как лагерь оказался окружён, Боэмунд успел отправить гонца к Готфриду с просьбой о помощи. Полдня крестоносцы, пользуясь превосходством в броне, отражали непрекращающиеся атаки турок. Чтобы укрепить свою решимость перед лицом вражеской орды, крестоносцы придумали для себя девиз: "Держитесь вместе, верьте в Христа и в победу Святого Креста. Сегодня мы получим много добычи".
Временами турки врывались в лагерь, выпуская стрелы, убивая пеших солдат, девушек, женщин, детей и стариков. Но оборонительная линия крестоносцев держалась. В Средние века эффективное командование зависело от силы личности, умения заставить себе повиноваться, и огромная заслуга Боэмунда и Роберта заключалась в том, что они сумели удержать под контролем войска.
Через пять ужасных часов прибыли основные силы крестоносцев, возглавляемых Гуго де Вермандуа и Раймундом Тулузским. Кылыч-, увидев, что его войска практически полностью окружены, а бой переместился в лагерь мусульман, отдал приказ об отступлении и сам бежал с поля боя. Крестоносцы отправились в погоню за отступающими и "преследовали их и убивали в течение всего дня". Крестоносцам удалось полностью рассеять армию Кылыч-Арслана и захватить его сокровищницу, которую он бросил при бегстве.
Потери были очень высоки: около 4 тысяч христиан и 3 тысячи мусульман были убиты, но попытка заставить крестоносцев повернуть вспять провалилась. Хотя сельджуки не были разгромлены окончательно, военная мощь султаната Рум оказалась подорвана, и после победы при Дорилее крестоносцы практически беспрепятственно могли продолжить путь через Анатолию.
Поражение сельджуков при Дорилее оказалось также выгодным для Алексея Комнина, который воспользовался им, чтобы восстановить власть Византии в захваченных ранее турками областях. В 1097-1099 византийцы вернули себе Смирну, Сарды, Эфес и Филадельфию, а также вновь подчинили острова Родос и Хиос.