In relatief korte tijd hadden de Osmanen de hele Balkan onder de voet gelopen. Voornamelijk tijdens het bewind van sultan Mehmet II (1451-1481) boekten zij ongekende militaire successen. Zijn opvolgers Bayezid II (1481-1512) en Süleyman de Prachtige (1520-1566) breidden het rijk nog verder uit en voerden oorlog met de Habsburgers. Het Osmaanse Rijk was in zijn essentie een militaire onderneming: het staatsbestel en de economie waren ingericht op en afhankelijk van de militaire successen. Het leger bestond enerzijds uit feodale cavalerie, militairen die hun diensten aanboden in ruil voor de landgoederen die ze kregen toegewezen. Anderzijds was er het janitsarenkorps, dat bestond uit krijgsgevangenen en uit jongens die uit christelijke families werden weggehaald en een militaire en religieuze opvoeding in Istanboel kregen. Dit systeem van ‘knapenbelasting’, dat devsirme heette, heeft ook een belangrijke rol gespeeld bij de islamisering van Bosnië-Herzegovina.

Na de machtsovername van de Osmanen werd Bosnië een district of sandžak (Turks: sancak) en onderdeel van het eyalet Rumelië, dat ongeveer de hele Balkan besloeg. Enkele decennia later werden ook de sandžaks van Zvornik (Noordoost-Bosnië) en van Herzegovina opgericht. In 1580 promoveerden de Osmanen Bosnië-Herzegovina tot een eyalet, dat op zijn beurt in sandžaks werd onderverdeeld. Aan het hoofd van een eyalet stond de hoogste paša (Turks: pasa): de beglerbeg (Turks: beylerbeyi). Bosnië kreeg dus een bijzondere positie, omdat de andere voormalige koninkrijken op de Balkan slechts een onderdeel waren van de grotere eyalets Rumelia of Buda.

Hoewel moslims Bosnië bestuurden, kun je niet spreken van een islamitische staat. Het was geen staatsbeleid om mensen te bekeren en de strenge islamitische regels van de sharia waren niet meer dan een vage leidraad voor de Osmaanse wetgeving. Joden en christenen konden hun geloof uitoefenen, zij het onder enkele voorwaarden. Wel was er een verschil in de economische positie van de bevolkingsgroepen. De grootgrondbezitters waren vrijwel uitsluitend moslims en de grote meerderheid van de keuterboeren zonder eigen land (kmets) was christelijk. Hoewel ze strikt juridisch gezien vrije mensen waren, kon je in de praktijk spreken van lijfeigenen, omdat ze geen enkele onderhandelingspositie hadden. Kleine moslimboeren hadden vaak wel een eigen lapje grond. In de steden ontstond een kleine, maar rijke christelijke en joodse koopmansklasse. In tijden van vrede was er een bloeiende handel met het Habsburgse Rijk. De handelaren voerden voornamelijk landbouwproducten uit en textiel in. De Osmaanse economie had last van gebrekkige juridische bescherming van ondernemingen en later vooral van ongebreidelde corruptie.

In de loop van de zeventiende eeuw raakte het rekruteringssysteem van het Osmaanse leger uit de tijd en werd een beroepsleger ingesteld, waarvoor devsirme niet langer nodig was. Daarvoor in de plaats kwamen allerlei andere belastingen, omdat de centrale overheid meer geld moest ophalen om het beroepsleger te kunnen betalen. Deze nieuwe belastingen brachten armoede en onrust op de Balkan. De corruptie nam toe, terwijl het gezag van de overheid afbrokkelde. Militair kregen de Turken een enorme klap te verwerken door de oorlog van 1683 tot 1699 met het Habsburgse leger onder leiding van prins Eugène van Savoye. Hij bereikte zelfs Sarajevo. Het verdrag van Karlowitz (nu: Sremski Karlovci, Servië) bezegelde het verlies van grote stukken land aan de Habsburgers. Bosnië kreeg keer op keer te maken met invasies van de Habsburgers en met grote stromen islamitische vluchtelingen uit de verloren gebieden. Samen met nieuwe belastingverhogingen zorgde dat voor een instabiele situatie met steeds nieuwe opstanden onder de bevolking.

Keizer Josef II van Oostenrijk en tsaar Catharina de Grote van Rusland smeedden aan het eind van de achttiende eeuw plannen om het gezag op de Balkan van het verzwakte Osmaanse Rijk over te nemen. De Habsburgs-Osmaanse oorlog, die in 1788 begon, kan in die context gezien worden. De Habsburgers veroverden grote gebieden van Bosnië, maar ze werden onder internationale diplomatieke druk gedwongen daar weer afstand van te doen. In ruil daarvoor kreeg de keizer de status van ‘beschermer’ van alle christenen onder Osmaans bestuur.

Istanbul begon zich te realiseren dat het rijk van binnenuit aan het wegrotten was. Drastische maatregelen waren nodig. Dat gebeurde halverwege de negentiende eeuw met de zogenaamde tanzimat-hervormingen. Om de militaire slagkracht te vergroten hervormde het Osmaanse Rijk opnieuw zijn leger. Om dat te betalen dienden ook het belastingsysteem en de ambtenarij, die de belastingen moest innen, hervormd te worden. Vervolgens waren aan de beurt het onderwijs, dat militairen opleidde, en de economie, want welvarende mensen kunnen meer belasting betalen. In ongeveer een halve eeuw werd de hele samenleving opnieuw ingericht naar West-Europees model. De hervormingen waren in eerste instantie succesvol, maar op den duur bleken ze het Osmaanse Rijk niet van zijn ondergang te kunnen redden.

In de jaren zeventig van de negentiende eeuw liep de situatie uit de hand. Nadat het Osmaanse bestuur Servië naar aanleiding van opstanden al in 1815 grote autonomie had toegekend, sloeg nu ook in Bosnië de vlam in de pan. De strijd tussen keuterboeren en grootgrondbezitters deed de hele staat wankelen. Rusland maakte van de crisissituatie gebruik. Het verklaarde in 1877 de oorlog aan de ‘zieke man van Europa’. Op het congres van Berlijn in 1878 vulden de grote Europese machten de kaart van Zuidoost-Europa opnieuw in. Omdat iedereen belang had bij een stabiele Balkan en de westerse landen tegenwicht aan Rusland wilden bieden werd de macht over Bosnië-Herzegovina aan Oostenrijk-Hongarije overgedragen.