Η Μάχη του Βαφέως είναι η πρώτη μεγάλη πολεμική αναμέτρηση μεταξύ των Οθωμανών Τούρκων και των Βυζαντινών. Έλαβε χώρα στις 27 Ιουλίου 1302 κι έληξε με ήττα των Βυζαντινών, η οποία σηματοδότησε την αρχή του τέλους της παρουσίας τους στη Μικρά Ασία και την ανάδυση των Οθωμανών ως κυρίαρχης δύναμης μεταξύ των τουρκικών φύλων της περιοχής.
Περί το 1282 κι ενώ η Βυζαντινή Αυτοκρατορία προσπαθούσε να ξανασταθεί στα πόδια της μετά την ανακατάληψη της Κωνσταντινούπολης το 1261, ο Οσμάν Α’ ανέλαβε της τύχες των Οθωμανών Τούρκων. Τα επόμενα χρόνια χρόνια πραγματοποίησε σειρά επιθέσεων κατά της περιοχής της Βιθυνίας, με στόχο την κατάληψη της Νίκαιας, της πρώην αυτοκρατορικής πρωτεύουσας. Οι τουρκικές επιθέσεις απειλούσαν και το ζωτικής σημασίας λιμάνι της Νικομήδειας.
Τον Απρίλιο του 1302 ο αυτοκράτορας Μιχαήλ Θ’ Παλαιολόγος εκστράτευσε κατά της Μικράς Ασίας, επικεφαλής σημαντικής στρατιωτικής δύναμης, αποτελούμενης από Βυζαντινούς και Αλανούς μισθοφόρους. Ο στρατός αυτός, ενισχυμένος και από γηγενείς στρατιώτες, συγκεντρώθηκε στη Μαγνησία.
Οι Οθωμανοί, φοβούμενοι τη μεγάλη στρατιωτική δύναμη του Μιχαήλ, απέφυγαν να αντιπαρατεθούν μαζί του. Ο αυτοκράτορας προσπάθησε να τους αντιμετωπίσει, αλλά οι στρατηγοί του τον απέτρεψαν. Οι Τούρκοι πήραν θάρρος και προχώρησαν σε επιθέσεις, με αποτέλεσμα να απομονώσουν την πόλη από τους Βυζαντινούς.
Ο στρατός του Μιχαήλ διαλύθηκε χωρίς μάχη, καθώς οι γηγενείς στρατιώτες έφυγαν για να υπερασπιστούν την περιουσία τους, ενώ οι Αλανοί μισθοφόροι έφυγαν κι επέστρεψαν στη Θράκη. Ο Μιχαήλ αναγκάστηκε να εγκαταλείψει την επιχείρηση, ακολουθούμενος από κύμα προσφύγων, οι οποίοι εγκαταστάθηκαν στη Θράκη. Έτσι, η εκστρατεία του νεαρού βασιλιά τελείωσε με εξευτελιστική ήττα.
Για να αντιμετωπίσει την τουρκική απειλή στη Νικομήδεια, ο πατέρας του Μιχαήλ και συναυτοκράτορας Ανδρόνικος Β’ Παλαιολόγος, έστειλε στρατιωτική δύναμη από 2.000 άνδρες (οι μισοί απ’ αυτούς ήταν Αλανοί μισθοφόροι), υπό τις διαταγές του Μέγα Εταιρειάρχη (αρχηγού της Βασιλικής Φρουράς) Γεωργίου Μουζάλωνος, με σκοπό να διασχίσει τον Βόσπορο και να βοηθήσει την πόλη.
Στο πεδίο του Βαφέως, κοντά στη Νικομήδεια, στις 27 Ιουλίου 1302, οι Βυζαντινοί συνάντησαν έναν υπέρτερο στρατό αποτελούμενο από 5.000 ιππείς υπό τη διοίκηση του Οσμάν Α’, καθώς και στρατιώτες από άλλες τουρκικές φυλές. Το ιππικό του Οσμάν επιτέθηκε στους Βυζαντινούς και γρήγορα διέσπασε τις γραμμές τους, αναγκάζοντας τον Μουζάλωνα να υποχωρήσει στη Νικομήδεια.
Η ήττα των Βυζαντινών στην πεδιάδα του Βαφέως αποτέλεσε σημαντικό σταθμό στη διαδικασία απώλειας της Μικράς Ασίας και την πρώτη μεγάλη νίκη των Οθωμανών Τούρκων. Η κατάρρευση της βυζαντινής Μικράς Ασίας ακολούθησε ταχύτατα, καθώς η μικρασιατική ενδοχώρα είχε πια καταληφθεί σε όλη της την έκταση από διάφορους Τούρκους εμίρηδες. Η μαζική απομάκρυνση του χριστιανικού πληθυσμού από την περιοχή προς το ευρωπαϊκό μέρος της αυτοκρατορίας προκάλεσε καθοριστικές αλλαγές στη δημογραφική ισορροπία της περιοχής και σε συνδυασμό με την ήττα του Μιχαήλ στη Μαγνησία, επέτρεψε στους Τούρκους να φθάσουν και να σταθεροποιηθούν στις ακτές του Αιγαίου.