Obrovská turecká armáda dorazila k Viedni 14. júla 1683. Pre obrancov mesta to musel byť skľučujúci pohľad. Všade, kam ich oko dovidelo, boli turecké stany, vozy, kone a dokonca aj ťavy. Tu sa dostávame k podceneniu situácie zo strany osmanského veliteľa, veľkovezíra Kara Mustafu. Pri obliehaní Viedne neočakával žiadne problémy a dobytie mesta považoval len za otázku času. Viedeň mala byť dobytá za krátky čas a čo najmenej poškodená. Hoci niektoré zdroje udávajú, že tureckú armádu tvorilo až 200-tisíc vojakov, pravdepodobne ide o nadsadený údaj. Zrejme ich bolo 130- až 180-tisíc. No podstatné je, že z tohto počtu bola len zhruba tretina „originál“ turecká. Zvyšok boli oddiely Tatárov či podrobených národov, ktoré nemali takú bojovú morálku ani výcvik ako Turci. Navyše bol Kara Mustafa taký sebavedomý, že útok schválne viedol na najlepšie opevnenú časť Viedne. Osmani začali s masívnou paľbou z diel a podkopávaním hradieb. Ostreľovanie mesta bolo takmer nepretržité, aj kopáči pracovali bez prestávky a striedali sa v smenách. Na podzemnú vodu, ktorá by im situáciu komplikovala, síce nenarazili, no kvôli tvrdšej pôde museli kopať hlbšie.

Počas týždňov obliehania sa situácia obrancov čoraz viac zhoršovala. Začal sa prejavovať nedostatok potravy, najprv museli zabiť kone a čoskoro prišli na rad dokonca aj mačky. Do toho všetkého pribudli choroby, hlavne dyzentéria. Denne na ňu zomierali desiatky ľudí. Niet divu, mŕtvych pochovávali v masových hroboch a tých, ktorí padli pod hradbami, ani nebolo ako pochovať. Obrancovia Viedne sa však najviac obávali možnej epidémie moru.

Postupom času sa však zhoršovala aj situácia v osmanskom tábore. Napriek smelým plánom a odhodlaniu obliehanie trvalo dlhšie, ako zamýšľali. Muži už boli beztak vyčerpaní dlhým pochodom k Viedni. Disciplína, ktorou boli tureckí vojaci povestní, postupne upadala. Čo bolo pre nich horšie, časom prestali dodržiavať hygienické opatrenia pri príprave jedál, čistení latrín či vyhadzovaní odpadkov. Aj Turci pochovávali svojich mŕtvych len do plytkých hrobov a celým táborom sa začal šíriť zápach. Kuriózne a neuveriteľne vyznieva fakt, že pred jednou z viedenských brán fungoval čierny trh. Obyvatelia Viedne si tam s Turkami vymieňali chlieb za zeleninu. Starhemberg nakoniec túto „aktivitu“ zatrhol.

Po jedenapolmesačnom obliehaní sa však Osmani zmocnili ravelínu – malej predsunutej trojuholníkovej pevnosti. Obrancom Viedne bolo jasné, že ak nepríde pomoc zvonku, ich dni budú čoskoro zrátané. Preto 27. augusta večer odpálila malá skupina delostrelcov z veže Dómu sv. Štefana signálne rakety ako znamenie pre Karola Lotrinského, že mesto rýchlo potrebuje pomoc. Práve tu sa Kara Mustafa dopustil ďalšej osudovej chyby. Konal pod tlakom, nervózny z toho, že mesto stále odoláva. Blížila sa jeseň a on sa sústredil len na to, aby Viedeň konečne dobyl. Ignoroval možnosť, že mestu môže prísť pomoc zvonku, čo by ohrozilo jeho armádu. Povrávalo sa to medzi jeho vojakmi a on sám to tiež musel prinajmenšom tušiť. Z Budína povolal záložné jednotky, ktoré doniesli ďalšie zásoby, ale hlavne pušný prach. Skúsení velitelia však Kara Mustafu varovali, že kresťanské vojská, ktoré majú prísť na pomoc Viedni, sú už určite na ceste. Turci ale nemali o ich veľkosti a presnej polohe ani potuchy. Veľkovezíra to nezaujímalo, rovnako ako fakt, že v tábore nie je poriadok a morálka osmanskej armády stále klesá.

Medzitým vojvoda Karol Lotrinský nezaháľal a dával dokopy armádu, ktorá by pomohla nešťastnej Viedni. Na jej financovanie poslal peniaze pápež Innocent XI. Hoci armáda bola početne slabšia ako turecká, jej jadro tvorili chýrni poľskí husári – v tom čase najlepšie jazdecké jednotky v Európe. Velil im poľský kráľ Ján III. Sobieski, ktorý mal k dispozícii zhruba 3-tisíc spomínaných husárov a približne raz toľko ostatných jazdcov. Kresťanské vojská sa napokon sústredili pod vedením Karola Lotrinského a velitelia sa dohodli na spoločnom postupe. To bola prvá výhoda oproti Osmanom. Tou druhou bol fakt, že vojaci európskych armád prišli relatívne odpočinutí a ich bojová morálka a výcvik boli na vysokej úrovni. Lotrinský neváhal a spolu so spojeneckými armádami sa vydal najkratšou cestou k Viedni. Vedel, že obrancovia už nemajú veľa času. Cesta cez Viedenský les však bola horšia, ako to pôvodne vyzeralo na mapách. Terén bol ťažký, kopcovitý a pre jazdu takmer nepriechodný. Napriek tomu sa ho podarilo prekonať.

O blížiacej sa kresťanskej armáde sa Kara Mustafa predsa len dozvedel, preto konečne zvolal na 10. septembra vojenskú radu. Tam padlo rozhodnutie, že obliehanie Viedne bude pokračovať, no jazda, ktorá doteraz len nečinne postávala, sa pod vedením 80-ročného budínskeho pašu Ibrahima postaví na odpor prichádzajúcej hrozbe. K rozhodujúcej bitke došlo ráno 12. septembra 1683. Začala sa útokom oddielov, ktorým velil Karol Lotrinský. Rozpútal sa urputný boj muža proti mužovi. Popoludní už bola na rovnom teréne rozvinutá a na útok pripravená aj jazda, ktorej velil Ján III. Sobieski. Vtedy Kara Mustafovi došlo, že mu prihára a mal by napadnúť Poliakov aj Sasov. To si vyžadovalo vojenské manévre, ktoré však Kara Mustafa nedokázal urobiť. Naopak, Karol Lotrinský a Ján Sobieski neváhali. Pochopili, že toto je šanca, ako nadobro skoncovať s nepriateľom. Krátko po štvrtej popoludní začali oddiely pod vedením Lotrinského útok pozdĺž celej línie. Turci sa spočiatku zúrivo bránili. Kara Mustafa vtedy definitívne pochopil, že je zle, vysadol na koňa a so štandardou Proroka cválal do tábora. Keď to videli jeho vojaci, po tisícoch sa dali na útek aj oni. A to rovno na cestu, ktorá viedla popri ich tábore do Uhorska.

Definitívny útok na turecký tábor bol naplánovaný na šiestu večer. Poľská jazda zaútočila zomknutá do štvorcových formácií. Pre Turkov to bola definitívna pohroma, keďže tábor nebol nejako zvlášť chránený. Už samotná prítomnosť elitnej poľskej jazdy zlomila ich morálku. Pochopili, že vyhrať už nemôžu a dali sa na útek. Poliaci ich chvíľu hnali pred sebou, no po čase sa radšej vrátili. V noci pre istotu nešli spať, keby sa náhodou Turci vrátili. Osmani občas používali tento trik, no tentoraz im to ani nenapadlo.

Obyvatelia Viedne vítali osloboditeľov s nadšením, po takmer troch mesiacoch obliehania to pre nich znamenalo koniec utrpenia. No víťazstvo pri Viedni malo obrovský dosah aj na územie vtedajšieho Uhorska. Vďaka nemu cisárski vojaci aj velitelia definitívne pochopili, že je tu šanca na definitívne potlačenie Osmanov. To sa aj stalo a v roku 1684 boli oslobodené mestá Vacov a Vyšehrad, o rok neskôr pevnosť v Nových Zámkoch. V roku 1686 bol oslobodený Budín. V bitke pri Viedni bojoval ako dobrovoľník aj princ Eugen Savojský. Mal vtedy 19 rokov. Aj vďaka tomu sa stal jedným z najväčších vojvodcov konca 17. a začiatku 18. storočia.

A ako dopadol Kara Mustafa? Počiatočné prehry sa snažil hodiť na Ibrahima Pašu a iných veliteľov. Blafovanie mu nepomohlo. Po ďalších prehrách ho sultán nechal zaškrtiť. Stalo sa tak 25. decembra 1683 v Belehrade.