Krzyżowcy wbrew radom bizantyjskiego dowódcy Tatikiosa zdecydowali, by natychmiast, nie czekając na posiłki ani nadejście wiosny, rozpocząć oblężenie. 19 października liczący 2000 ludzi oddział pod dowództwem Roberta Normandzkiego pobił turecki oddział strzegący odległego o 12 kilometrów od Antiochii Mostu Żelaznego na Orontesie, likwidując tym samym ostatnią przeszkodę na drodze do miasta.
Siły Siły krzyżowców liczyły według historyków około 25 tysięcy ludzi (uczestnicy wyprawy oceniali je na 40 tysięcy), przy czym wśród nich było jedynie kilka tysięcy rycerzy. Garnizon Turecki w Antiochii liczył około 5000 ludzi pod dowództwem Jaghi Sijana. Miasto dysponowało potężnymi murami obronnymi, które krzyżowcy od początku uznawali za niemożliwe do zdobycia szturmem. Od wschodu było dodatkowo chronione przez góry. Od strony zachodniej znaczna część murów biegła wzdłuż rzeki, nad nią była też położona jedna z bram – brama Mostowa. Oblegający, by odciąć miasto, musieli podzielić swoje siły na trzy rozdzielone rzeką części. Podczas oblężenia miały miejsce trzy próby tureckiej odsieczy dla miasta. Pierwsza pod wodzą Dukaka z Damaszku w sile prawdopodobnie kilku tysięcy ludzi (choć źródła średniowieczne mówią nawet o 60 tysiącach). Druga pod dowództwem Ridwana z Aleppa w sile około 12 tysięcy ludzi.