Konstantinopolis'in fethinden sonra bile, Karadeniz'in doğu kıyısında bir Bizans devleti varlığını koruyordu: Trabzon Rum İmparatorluğu. Komnenos hanedanının yönettiği bu küçük ama köklü devlet, çevresindeki güçlerle yaptığı evlilikler ve ittifaklarla ayakta kalmaya çalışıyordu. Fatih, 1461 yılında bu son Bizans kalıntısını ortadan kaldırmak için hem karadan hem denizden büyük bir sefer düzenledi. Ordu zorlu Anadolu coğrafyasını aşarken, donanma Karadeniz üzerinden Trabzon'a yöneldi. Aynı sefer sırasında padişah, bölgedeki güçlü Akkoyunlu hükümdarı Uzun Hasan'ın diplomatik girişimlerini de etkisiz hâle getirdi. Kuşatma altındaki Trabzon, uzun süre direnemedi. Trabzon imparatoru David Komnenos, kentini ve hanedanını korumak için teslim olmayı kabul etti. Böylece 1461 yazının sonunda, Komnenos hanedanının iki yüzyıldan uzun süren hükümranlığı sona erdi ve Trabzon Osmanlı topraklarına katıldı. Trabzon'un fethiyle birlikte Bizans adını taşıyan son devlet de tarihten silindi. Karadeniz, giderek bir Osmanlı iç denizine dönüşüyordu. Fatih, batıda olduğu gibi doğuda da, parçalanmış Bizans dünyasının bütün kalıntılarını kendi imparatorluğunun çatısı altında toplamıştı.