Войска Османа состояли лишь из непокорных отрядов туркменской кавалерии, которые служили без жалования и сражались без дисциплины. Он подал пример набора своей армии из пленных и добровольцев. Его сын решил усовершенствовать эту систему и создать милицию, которая, отрекаясь от своей родины, семьи и религии, отныне имела бы только волю своего вождя и пассивное повиновение. Он воспитывал в исламе молодых христианских детей, взятых на войне до возраста разума, и из этих несчастных сирот, которые не знали другого ремесла, кроме оружия, создал грозный корпус, которому османы обязаны большей частью своих успехов. Орхан сначала довёл численность этой милиции до двадцати пяти тысяч человек. Благодаря его заботам и уму искусные мастера построили машины, необходимые для осады и штурма городов.
Продолжая свои успехи в Малой Азии, Орхан захватил Никомедию в 1328 году, Никею пять лет спустя и подчинил всю Вифинию до берегов Босфора и Геллеспонта. В это время константинопольский трон занимал Андроник III, который наконец наслаждался плодами своего честолюбия. Этот князь был искусен в военном деле и обладал величайшей активностью. Его фаворит Кантакузин постоянно воодушевлял его своими советами и удерживал от уныния. Армия, которую сын Османа отправил против греков, была разбита и взята в плен при Траянополе (1330). Позже Андроник и Кантакузин обратили в бегство тридцать шесть турецких кораблей, приближавшихся к Константинополю. Но страсть императора к теологическим спорам и его приверженность схизме лишили его помощи Запада. Монахи с невиданным ожесточением отстаивали безумные фантазии, осуждённые собором, собравшимся в Святой Софии. Андроник III не преминул вмешаться в спор и умер от усталости после бурного обсуждения (1341). Он оставил своим преемником девятилетнего сына, Иоанна V Палеолога, опеку над которым получил Кантакузин.
Фаворит, который постоянно поддерживал слабость своего господина советами и примером, отказался от короны, которую больной и обескураженный император умолял его принять; но после смерти Андроника он дал волю своим честолюбивым замыслам. Сначала он отказался от управления под предлогом, что патриарх Иоанн Априйский завидует ему. Чтобы вернуть его, он уступил лишь настойчивым просьбам императрицы-матери и её клятве не верить клевете его врагов. Во всех своих действиях он старался скрыть своё желание достичь трона. Когда благодаря большим приготовлениям он заставил латинян Пелопоннеса подчиниться и платить дань, регент вернулся в Константинополь, чтобы разоблачить могущественную фракцию своих противников, во главе которой стояли патриарх и камергер Апокавк. Выйдя во второй раз из города, чтобы наблюдать за приготовлениями к экспедиции против латинян юга и против сербского князя, опустошавшего Македонию, Кантакузин был извещён, что императрица, уступив уговорам Апокавка, перешла в ряды его врагов, что его мать и семья не могут выйти из своего дома, где они находятся под наблюдением, и что он сам объявлен врагом государства. Подталкиваемый к войне своими солдатами, он предлагал отдаться в руки и на решение императрицы; но командиры армии воспротивились этому и убедили его принять титул императора. Кантакузин облачился в пурпур и был коронован в Дидимотике. Большая часть Фракии и Македонии объявили себя в его пользу.