В Румелии главным врагом Мехмеда была Венгрия, на востоке - Караман, а за ним - конфедерация Аккюнлу, которой правил великий завоеватель Узун Хасан. Османы поглотили Караман в 1468 году, хотя в последующие годы им пришлось столкнуться с несколькими восстаниями туркмен в пользу караманидских претендентов. Венецианцы попытались заключить союз с Узун Хасаном против османов, привлекая к этому рыцарей Родоса, а также короля Кипра. В 1472 году венецианский флот атаковал османское побережье, а Узун Хасан двинулся на Бурсу из центральной Анатолии. Мехмед собрал самую большую армию, выступил против Узун Хасана и разбил войска Аккюнлу при Башкенте 11 августа 1473 года. Башкент положил конец надеждам коалиции; в следующем году Мехмед перешел в наступление на Венецию в Албании. Венеция подписала мирный договор в 1479 году, признав территориальные завоевания Османской империи в войне, сдав свои собственные и согласившись выплатить репарации. Взамен Мехмед разрешил венецианцам торговать на территории империи.
Теперь границы Османской империи простирались от Евфрата в Анатолии до Адриатического моря, а северная граница проходила по Дунаю от Белграда до Черного моря. Венеция все еще занимала некоторые крепости в Греции и Албании, Венгрия удерживала Белград и северную Боснию, а Молдавия к северу от Дуная оставалась враждебной османам. В 1480 году Мехмед отправил морские экспедиции на Родос, где находилась штаб-квартира рыцарей Святого Иоанна, и через Адриатику в Отранто в Италии. Нападение на Родос не удалось, но Отранто пал. Мехмед планировал дальнейшую экспансию в Италии и на востоке, но умер в 1481 году. За три десятилетия своего правления он превратил Османскую империю в одно из самых могущественных государств мира, господствующее в Анатолии, на побережье Черного моря, на Балканах, в Эгейском море и Адриатике, и готовое к дальнейшей экспансии в Европе. Он заслужил эпитет Фатих (Завоеватель), под которым его и знает история.
Мехмед также придал османскому режиму его зрелую форму, в которой доминировал капикуллар (буквально "рабы ворот"; императорские слуги, нанятые в качестве рабов). Однако многие подданные находили правление Фатиха Мехмеда суровым и репрессивным. Продолжая свои походы в зимние месяцы, он истощал свои войска. Для финансирования экспансии Фатих Мехмед повысил налоги и передал доходы от религиозных классов вооруженным силам, что вызвало значительное недовольство.
Сын и преемник Мехмеда II, Баязид II, хотя и был скорее объединителем, чем завоевателем, вряд ли бездействовал. Он занял трон, опираясь на янычар, в соперничестве со своим братом Джемом, который пользовался поддержкой военной элиты тюркских провинций. Однако Джем выжил, бежав в Мамлюкское королевство, а затем в Европу. До самой смерти Джема в 1495 году Баязид не мог игнорировать угрозу его возвращения. В Румелии его политика была осторожной. Он допустил падение Отранто, но завершил покорение Боснии в 1483 году и отвоевал у Молдавии черноморские порты Килия и Аккерман в 1484 году, подтвердив османское господство над черноморским побережьем. Он выплачивал субсидии рыцарям Святого Иоанна Родосского, куда Джем бежал в 1483 году, а затем папству, которое получило опеку над принцем в 1489 году, чтобы удержать его под стражей, и заключил дипломатические соглашения с Венецией и Венгрией, чтобы они не смогли использовать Джема против него.
Политика Баязида на востоке была более агрессивной. Империя имела неопределенную границу с Мамлюкским королевством; мамлюки и османы были естественными соперниками за престиж в исламском мире. Джем сначала бежал в Мамлюкское королевство, а в 1482 году при поддержке мамлюков вторгся в Анатолию; после поражения Баязида он укрылся на Родосе. Баязид напал на мамлюков в 1485 году; в течение следующих шести лет две империи воевали друг с другом до бесконечности. После смерти Джема в 1495 году Баязид стал активнее действовать и в Европе. В 1499 году он начал военные действия против Венеции, которую поддерживала Венгрия. Османо-венецианская война 1499-1502 годов, хотя и не привела к значительным изменениям границ, ознаменовала становление военно-морской мощи Османской империи и ее ключевой роли в европейской политике. Договор, разрешивший конфликт, обеспечил стабильность на европейской границе до 1521 года.