Na czele opozycji antyunijnej stała rodzina Notarasów.
Przed rozpoczęciem ostatecznego szturmu na Konstantynopol sułtan Mehmed II zaproponował Konstantynowi, by ten poddał mu stolicę i osiadł w Mistrze jako despota Morei, gdzie mógłby panować, jednak on odrzucił tę propozycję. Zdecydował się na walkę w obronie cesarstwa. Upadek Konstantynopola nastąpił 29 maja 1453 roku, a Konstantyn zginął w boju u boku hiszpańskiego rycerza Don Francisca z Toledo, towarzysza broni Jana Dalmaty i kuzyna Teofila Paleologa, który chwilę przed śmiercią krzyknął, że umrze raczej, niżby miał żyć. Jak napisał Szymon Olszaniec, Konstantyn XI dzięki swej postawie w czasie obrony Cesarstwa, „do historii przeszedł jako odważny władca, który nie poddaje się niepowodzeniom i walczy z przeciwnościami losu”.
Niektóre kościoły prawosławne uznają ostatniego cesarza bizantyńskiego za świętego, choć oficjalnej kanonizacji nigdy nie przeprowadzono.