Султан, который также лично поддерживал своих солдат в атаках, был возмущен этой неудачей. Тем не менее, согласно плану наступило время ввести в бой янычар, находившихся в резерве до нанесения главного удара. Без малейшего промедления они двинулись к укреплениям ускоренным шагом, подбадриваемые военной музыкой и строго соблюдая строй под градом летевших им навстречу со стороны обороняющихся снарядов. Мехмед сам вел их вперед, и все время останавливался, выкрикивая воодушевления, тогда как один ряд янычар сменял другой. После продолжавшейся целый час рукопашной воины не смогли продвинуться сколько-нибудь существенно вперед. Христиане, бившиеся уже на протяжении четырех часов почти без передышки, продолжали отчаянно сражаться.
А затем на защитников города обрушились две роковые неудачи. Во-первых, после вылазки против фланга турок по оплошности остался незакрытым подземный выход из крепости под башней Керкорта в северном углу крепостных стен, и прежде чем его смогли закрыть, отряд турок прорвался внутрь и начал взбираться на надвратную башню. С ними можно было бы справиться, если бы не второе несчастье. Джустиниани был тяжело ранен выстрелом в упор, пробившим его нагрудный панцирь. Страдая от сильнейшей боли, он умолял унести его с поля битвы. Напрасно пытался император уговорить его: «Не бросай меня в момент опасности. Только от тебя зависит спасение этого города». Были открыты внутренние ворота, и люди Джустиниани понесли его по улицам города к Золотому Рогу, где погрузили на генуэзское судно. Увидев, что Джустиниани ранен и больше не принимает участия в сражении, многие генуэзцы также последовали за ним, поспешно придя к выводу, что сражение проиграно.
Воцарились паника и смятение. Стремясь быстро воспользоваться возникшим преимуществом, султан закричал: «Город наш!» – отдал приказ янычарам провести последнюю атаку на ворота святого Романа. Ее возглавил анатолийский гигант Хасан, оружием прокладывая себе путь, по которому шли другие, к вершине частокола. Поверженный на колени, Хасан был убит защитниками города. Но оставшиеся в живых удержали свои позиции и вскоре были поддержаны другими янычарами, оттеснившими греков и начавшими обстреливать их сверху. Многим янычарам удалось достичь внутренней стены и подняться на нее, не встречая сопротивления.
Над башней Керкорта взвились турецкие флаги и разнесся общий крик: «Город взят!» Император между тем галопом мчался к потайным воротам. Но замешательство достигло такого уровня, что было слишком поздно закрывать их, и турки, которым противостояло лишь небольшое число генуэзцев, рвались через ворота потоком. Константин увидел, что бой проигран. Воскликнув: «Город взят, а я все еще жив», – он спешился с коня, сорвал с себя знаки отличия и бросился в отчаянный рукопашный бой с подходившими янычарами, после которого никто никогда больше не видел его.