В течение зимы 1452 года султан был полностью занят приготовлениями к осаде города. Не зная сна, он мог проводить ночи напролет, сосредоточенно изучая чертежи обороны города, планируя свои атакующие ряды, позицию, которую должны были охранять его войска, места установки своих осадных машин, своих батарей, своих мин. Он мог за полночь, одетый как простой солдат, с парой попутчиков отправиться бродить по улицам Адрианополя, чтобы знать настроение своего народа и солдат. Если кто-либо осмеливался узнать султана, приветствовать его, Мехмед, безразличие которого к человеческой жизни уже давно вошло в поговорку, немедленно убивал такого человека кинжалом.
В одну из ночей, в предрассветные часы, Мехмед послал за Халилом, великим визирем, который, чувствуя себя неловко из-за занимаемой им позиции, в порядке предосторожности взял с собой блюдо с золотыми монетами. Когда его спросили, зачем это понадобилось, Халил ответил, что в обычае слуг султана было приносить с собой подарки, когда их господин неожиданно вызывал к себе. Мехмед отодвинул блюдо в сторону, сказав: «Я хочу только одну вещь. Дайте мне Константинополь». Он затем информировал Халила, что осада начнется в самое ближайшее время.
Греки в Константинополе, население которого теперь сократилось до менее чем пятидесяти тысяч человек, могли бы выставить войско численностью всего в семь тысяч защитников. Оно включало около двух тысяч иностранцев, главным образом венецианцев и генуэзцев, которые собрались, чтобы помочь горожанам «ради чести Господа Бога и Христианства» наряду с командами судов, находившимися в бухте Золотой Рог. С этими войсками византийцам предстояло оборонять четырнадцать миль городских стен. Более того, это предстояло делать с помощью лишь легких пушек.
Их воодушевило только своевременное прибытие вместе с семью сотнями человек генуэзского специалиста по обороне обнесенных крепостными стенами городов Джованни Джустиниани, которого император назначил главнокомандующим и который немедленно занялся работой при неослабевающей помощи населения, чтобы укрепить стены, расчистить рвы и в целом улучшить систему обороны. Тем временем были собраны все имеющиеся запасы оружия для его перераспределения в те места, где оно требовалось больше всего. Испытывая нехватку не только в людях, но и в деньгах, император учредил фонд обороны, в который вносили пожертвования частные лица, монастыри и церкви. В это время серебряная утварь переплавлялась в церквях и шла на чеканку монет.
Султан прекрасно понимал, что предшествующие осады Константинополя оканчивались неудачей из-за того, что город подвергался атакам только со стороны суши. Византийцы всегда извлекали пользу из своего господства на море и могли поэтому доставлять морем запасы воды. Турки, со своей стороны, зависели от судов христиан при транспортировке своих войск из Азии. Поэтому, как отчетливо видел Мехмед, было жизненно важно собрать не только наземные войска, но и иметь военный флот. Понимая всю значимость господства на море, он уделил этому вопросу самое пристальное внимание. Именно поэтому Мехмед составил флот не только из старых, но и из новых судов, срочно построенных на верфях Эгейских островов, насчитывавший около 125 кораблей различных размеров наряду с различными вспомогательными судами.