Sigismond, Osmanlı tehlikesini bertaraf etmek ve hatta Kudüs'e kadar gidebilmek için Avrupa'nın muhtelif memleketlerine elçiler göndererek yeni bir Haçlı ittifakının kurulmasını istiyordu. Bu ittifakın kurulması için Papalık makamı da, yoğun bir faaliyete girişerek kiliselerde Müslüman Türkler aleyhinde vaazlar verdirmeye başladı. Bu tesebbüsler, hedef Türkler olduğu için kısa bir süre içinde olumlu bir sonuç verdi. Böylece Sigismond ile işbirliği yapan Avrupa, heyecan ve ümid içinde idi. Yalnız Fransızlar değil, İngiltere, İskoçya, Lehistan, Avusturya, İtalya, İsviçre ve Güneydoğu Avrupa ülkelerinden gelen kuvvetler, Bulgaristan'da Sigismond 'un komutası altında toplanmaya başladı. Avrupa'nın her köşesinden süzülüp gelen cengaver, cesur ve tecrübeli şovalyeler, Osmanlı ordusunu aramaya başladı.
Birleşik Avrupa kuvvetlerinden meydana gelen bu birlikler, Sigismond'un kendilerine bildirdiği gibi, karşı tarafta bir tecavüz hareketi göremeyince, araştırmaya başladılar. Papanın desteği ile tertiplenen bu Haçlı seferine batılı bütün şovalye ve asilzâdelerin katıldıkları görülmektedir.Maiyetinde 1000 Fransız şovalyesi ile 7000 civarında yardımcı ve ücretli asker bulunan Burgonya dukası Jean de Nevers başta olmak üzere birçok asilzâdenin maiyetindeki Alman, İngiliz, İtalyan, İspanyol ve Polonyalı şovalyeler olduğu gibi, 1394 seferinin intikamini almak isteyen Eflâk Voyvodası Mirçe ve bir kısım Erdel kuvvetlerinin istirakı ile mevcudu 100.000'i (Sükrüllah, Behçetu't-Tevârih 130.000 kişi) bulan ve Türkleri Avrupa'dan sürmek gayesini güden bu Haçlı ordusu, Tuna boyunca ilerleyerek Vidin ve Rahova'yı aldıktan sonra 12 Eylül 1396'da Niğbolu önüne gelmişti. Venedik ve Rodos gemilerinden mütesekkil bir donanmanın da yardımı ile kaleyi muhasaraya başladılar. Niğbolu kalesini kuşatma altına alan Haçlı ordusuna karşı kale muhafızı Doğan Bey, şiddetli bir müdafaada bulunur. 15 gün devam eden bu kuşatma esnasında İstanbul önlerinde bulunan Sultan Bâyezid, Haçlıların hareketini duyar duymaz, muhasara mancınıklarını yakıp, Sucaeddin Evrenos Bey'i ileri göndermişti.
Kendisi de İslâm âlemine müracaat edip durumu bildirdikten sonra yanında bulunan 10.000 askerle yola çıkar. Anadolu ve Rumeli kuvvetlerinin Kara Timurtaş ile şehzadelerin komutasında sür'atle toplanıp Edirne'de kendisine ulaşmaları üzerine 60.000 kişiden meydana gelen Osmanlı ordusunun başına geçen Sultan Bâyezid, sür'atle Sipka geçidini aşmış ve Timova'da Stephan Lazaroviç ile birleştikten sonra Osma vadisinde Niğbolu ovasına hakim bir tepede ordugâhını kurar. Kaynakların verdiği bilgilere göre kalenin erzak ve mühimmat durumunu bizzat tesbit eden Bâyezid, 25 Eylül 1396 pazartesi günü (Osmanlı kaynaklarında Cuma) Niğbolu önünde meydana gelen savaşta mahirâne bir manevra ile iki kısma ayırdığı ordusunun yaya askerini yani yeniçerileri merkeze koyup onların etrafinda kapıkulu süvarilerini tesbit ile sağ ve sol kollara tımarlı sipahileri koymuştu. Arkada da ihtiyat kuvvetleri bulunuyordu. İki ordu, Niğbolu kalesi yakınında karşılaştılar. Galibiyet şerefini kazanmak isteyen Fransız süvarileri, başlangıçta Bâyezid'in merkezde yeniçerilerin önündeki ilk kademede bulunan ve Azep denilen hafif yaya kuvvetleri üzerine yüklenip onları mağlub ve imhaya başladılar.
Fransızlar, teslim olanları bile öldürdüler. Bundan sonra da Azeplerin gerisindeki Yeniçeri kuvvetleri üzerine yüklendiler. Fakat Yeniçerilerin ok yağmuruna tutularak epey telefat verdiler. Aynı zamanda da sol kanatta Anadolu askerine komuta eden Şehzade Mustafa kuvvetlerinin yandan taarruzuna uğradılar. Fakat, bunları da bertaraf ederek ilerlediler. Plân gereğince Osmanlı merkez kuvveti bir miktar geri alındı. Bu çekilmeden cesaret alan Fransızlar, daha da ileri giderek kıskacın içine girdiler. Onlar, Osmanlı plânını bilen Sigismond tarafindan ileri gitmemeleri ve kıskacın içine girmeyip beklemeleri hakkında verilen emri dinlemediler. Bu defa plân gereği Osmanlıların üçüncü hattı da ikiye ayrıldı. Böylece Fransızlar tepeyi işgal etmiş ve muharebenin Türklerin mağlubiyeti ile neticelendiğini zannettikleri sırada bizzat pusudan çıkan Bâyezid'in komutasındaki kuvvetlerle karşılaşınca şaşırdılar. Fakat fazla zayiat vermemek için daha önce atlardan inmiş ve yaya olarak harb eden Fransızlar, geri dönüp atlarına binmek istedilerse de kaçacakları kapının kapanmış olduğunu görerek şaşırdılar. Bunları kurtarmak için Sigismond'un gönderdiği kuvvetler ilerleyemeyerek geri çekilmek zorunda kaldılar. Tuzağa düşmüş olan kuvvetler kısmen imha ve kısmen esir edildiler.
Osmanlı ordusunun merkezine hücum eden Fransız kuvvetleri ile olan muharebe, üç saat kadar sürmüstür. Eflâk Voyvodası Mirçe, muharebenin gidiş şeklini görünce neticeyi kestirerek hemen memleketine dönmüştü. Muharebenin en tehlikeli olan ilk safhası bittikten sonra Türk kuvvetleri, derhal ve şiddetle Sigismond'un kuvvetlerine hücum etmişlerdi. İhtiyat kuvvetlerini bile muharebeye sokmuş olan Macar Kralı, hiçbir başarı elde edemedi. Sonunda kesin sonucun alınma zamanının geldiğini gören Yıdırım Bâyezid, kendi ihtiyat kuvvetlerini taarruza geçirmek suretiyle Haçlıları müthiş bir paniğe uğrattı. Sigismond, maiyetindeki bazı adamların yardımı ile Tuna nehrine gelip kendini bir balıkçı kayığına zor attı. Nehirdeki Venedik amirali Mocenigo'nun kadırgalarından birine yanaşarak Karadeniz yolu ile İstanbul'a gelebildi. Oradan da Marmara ve Çanakkale Boğazından geçip Modon limanına uğradıktan sonra Dalmaçya'ya çıkarak memleketine gidebildi.
Niğbolu muharebesinde Haçlı ordusuyla gelen prens ve asilzâdelerden bir kısmı öldürülmüş bir kısmı da esir alınmıştı. Harbe istirak etmeden kaçmış olan Eflâk kuvvetleri ile Hırvat askerlerinden başka, diğer bütün düşman kuvveti ya imha edilmiş veya kaçarken nehirde boğulmuştu.
Niğbolu'da esir düşenlerden bir kısmı önce Edirne'ye oradan da Gelibolu'ya götürülüp Haçlı donanması ile boğazdan geçmekte olan Sigismond ve maiyetindekilere teşhir edildikten sonra Bursa ve Mihaliç'e nakledilmişlerdi. Bunlardan bir kısmı da Memlûk sultanı el-Meliku'z-Zahir Ebu Said
Berkuk'a gönderilmişti. Niğbolu'da esir düşen asilzâdeler, sonradan Macaristan, Fransa ve Kıbrıs krallarının teşebbüsü ve Midilli prensinin kefaleti ile 200.000 altın florin fidye karşılığı serbest bırakılmışlardır.
Niğbolu'da elde edilen parlak zaferden sonra daha önce düsmanın eline geçmiş olan kaleler geri alındığı gibi Osmanlı himayesinde bulunan Vidin Bulgar krallığına da son verilmişti. Bundan sonra Macaristan'a büyük bir akın yapılarak külliyetli miktarda esir alınmıştı. Bu savaştan sonra Garp dünyası bir anda en seçkin asilzâdelerini kayb etmiş, süngüden kurtulan veya Tuna'da boğulmayan kılıç artıkları ise başsız, idaresiz ve perişan kafileler halinde geldikleri yerlere doğru dağlara düşmüşlerdi.
Öte yandan Niğbolu muzafferiyetinden elde edilen ganimet ve fidyelerden alınan hisseler ile Anadolu ve Rumeli'de birçok hayrat yaptıran Bâyezid'in Niğbolu'da ismine izafe edilen camii de bu sırada yaptırmış olması muhtemeldir.
Savaşı müteakip, akıncı ve sekbanlar yerleştirilmek suretiyle uç beylerinin faaliyet merkezi haline getirilen Niğbolu, serhad livası olarak Osmanlı idaresinde mühim bir rol oynamıştır. Genellikle Tuna geçitlerine hakim bir noktada, Eflâk'ı tehdid eden bir üs özelliğini taşıyan Niğbolu, Osmanlı hükümdarlarının zaman zaman Eflâk ve Macaristan seferlerine çıktıkları bir yer olarak Eflâk ve Macar krallarının taarruzlarına hedef olmuştu.
Önceleri Türk Hava Kurumu (THK) Uçak ve Motor Fabrikası tarafından tasarlanan daha sonra Makina ve Kimya Endüstrisi Kurumu (MKE) Fabrikaları'nda devam eden proje Türk tasarımı ilk jet uçağıdır.
