Австрийскому императору Леопольду I удалось создать антитурецкую коалицию. 31 марта 1683 года он заключил союз с польским королем Яном III Собеским. Бавария и Саксония обещали оказать военную помощь в борьбе с османами. Финансовая помощь Австрии и Польше поступала от Испании, Португалии, Генуи, Савойи и римского папы Иннокентия XI.
Для похода были собраны все лучшие войска Османской империи. Ее возглавил великий визирь Кара-Мустафа. Султан вручил визирю зеленое знамя пророка Мухаммеда, что означало начало священной войны против неверных — джихада.
В первых сражениях австрийская армия под командованием герцога Карла Лотарингского потерпела поражение и отступила вплоть до Вены. Император и двор покинули столицу. 14 июля 1683 года турки приступили к осаде Вены. В войске великого визиря было 39 тысяч конницы и 40 тысяч пехоты. К ней присоединилось несколько тысяч венгерских повстанцев и отряды крымского хана. В источниках встречается численность турецкой армии в 175 тысяч человек, но эта цифра кажется сильно преувеличенной. В действительности под началом великого визиря вряд ли было больше 100 тысяч человек. Ведь в сражениях Тридцатилетней войны за каких-нибудь четверть века до турецкого похода на Вену, число солдат в армии одной из сторон не превышала 35 тысяч человек. Мобилизационная способность Османской империи вряд ли была существенно выше мобилизационной способности всей Германии с Францией и Швецией в придачу.
Армия герцога Лотарингского, отошедшая на северный берег Дуная, в начале осады Вены не превышала 11 тысяч человек. Столицу защищал небольшой гарнизон во главе с комендантом графом Эрнестом Рюдингером фон Штарембергом, усиленный местным ополчением. Турки заняли венские предместья и пытались овладеть Львиным и Замковым бастионом крепости. Они пытались подорвать стены с помощью подкопов, но разрушенным удавалось проложить контрминные галереи и разрушить большинство подкопов. 25 августа первый штурм города провалился, но к концу месяца турки овладели кладбищем, а в начале сентября взорвали стену Замкового бастиона. Его защитники отбили два приступа, но осаждающие новым взрывом расширили пролом в стене и стали готовиться к решающему штурму.
Тем временем Карл Лотарингский получил подкрепления, и его армия выросла до 30 тысяч человек. Кроме того, 12 тысяч солдат прислал курфюрст Саксонии, 6 тысяч — князья Швабии и Франконии, 4 тысячи солдат прибыли из Ганновера и некоторых других германских княжеств. К Вене спешил Ян Собеский с 15-тысячным войском. Главную его силу составляла тяжелая кавалерия — гусары в панцирях и с длинными пиками и палашами. Под командой Собеского были также наемные немецкие рейтарские и драгунские полки. Драгуны могли действовать как в конном, так и в пешем строю.
12 сентября 1683 года произошла битва под Веной, остановившая турецкую экспансию в Центральной Европе. Поляки под командой воеводы Яблоновского стояли справа от горы Каленберг, в лощине. Слева от горы, упираясь флангом в Дунай, расположились войска Карла вместе с саксонцами и баварцами. На самой горе Каленберг находился Ян Собеский с частью своего войска и несколько тысяч немецких солдат из Ганновера, Швабии и Франконии. На рассвете австрийцы, поляки и их союзники перешли в наступление и сбили передовые отряды турецкой пехоты. Великий визирь бросил в атаку 10-тысячный отряд кавалерии — сипахиев. Турецкая конница опрокинула польских гусар, причем сам Ян Собеский чуть не попал в плен. Но четыре батальона немецкой пехоты мушкетным огнем остановили сипахиев. Польский король повел в атаку два других батальона с двумя пушками и повернул назад отступающих гусар. Одновременно Карл Лотарингский со своими войсками продвинулся почти до самой Вены. К шести вечера австрийцы заняли турецкий лагерь, а поляки — ставку великого визиря. В ходе сражения и предшествовавшей осады турки потеряли убитыми, ранеными и пленными 48,5 тысячи человек. Было убито шесть турецких пашей. Союзники захватили 300 пушек и все неприятельские знамена. Великий визирь бежал в Белград, оставив в руках противника свою палатку со всеми сокровищами, в том числе с зеленым знаменем пророка. Это знамя Ян Собеский послал в подарок папе Иннокентию. Кара-Мустафу султан за поражение посадил на кол.
После победы под Веной саксонцы, швабы, франконцы и ганноверцы вернулись домой. Войну продолжили австрийская, польская и баварская армии. В 1684 году была образована антитурецкая Священная лига, в составе Австрии, Польши, Венеции и Мальтийского ордена. В 1686 году к коалиции присоединилась Россия.