Согласно первоначальному плану, Мерзифонлу Кара Мустафа-паша должен был взять Дьёр, что еще в 1664 году намеревался сделать Фазыл Ахмед-паша. (Во время проходивших перед началом кампании переговоров посланник Габсбурга отказался уступать Дьёр.) Однако на совещании, которое проводили, пока армия становилась лагерем перед этой крепостью, Кара Мустафа заявил, что поскольку крепость оказалась сильнее, чем это предполагалось, то лучше двигаться прямо на Вену, а не терять войска во время осады Дьёра. Он не услышал никаких возражений, и армия двинулась вперед. Было много оснований рекомендовать именно такое решение, ведь высшее командование армии Габсбургов, которое было расколото по причине острых разногласий личного и бюрократического характера, медлило и с выработкой действенной оборонительной стратегии, и с мобилизацией. В Вене паника началась в первые дни июля, когда стало ясно, что османская армия значительно продвинулась вперед. Покинув город 7 июля, император и его двор ретировались в Пассау, куда они прибыли 18 июля вместе со всеми своими сокровищами. Во время переезда их преследовала татарская кавалерия, которая 16 июля совершила набег на район, расположенный в ста километрах к западу от Вены.
Силахдар Финдиклили Мехмед-ага сообщает, что когда о несанкционированных действиях Мерзифонлу Кара Мустафа-паши стало известно султану Мехмеду, который находился в Белграде, его поразило вопиющее пренебрежение великого визиря к выполнению полученных им приказов. Но он уже не мог изменить ход событий. Тем не менее казалось, что судьба благоволит туркам и их союзникам: они численно превосходили войска императора, и хотя они не стали осаждать Дьёр, но в ходе своего продвижения им удалось захватить целый ряд других стратегически важных пунктов.
За те несколько дней, в течение которых армия подтягивалась к стенам Вены, Мерзифонлу Кара Мустафа-паша выстроил свои войска так, чтобы окружить город со всех сторон, оставив лишь узкий проход для подхода подкреплений. Осада началась с традиционного предложения гарантировать безопасность в том случае, если защитники сдадут свою крепость, но от этого предложения, также традиционно, отказались. Османские войска быстро и умело закрепились на своих позициях и 14 июля начали артиллерийский обстрел города. Кара Мустафа стремился не упустить ни одной мелочи, которая могла обеспечить успешный исход, действовал неспешно и методично, но схватка оказалась яростной, и неопределенность ее конечного результата была высокой. Через месяц осады турки с помощью мины проделали брешь, и атакующим удалось проникнуть внутрь промежуточной линии укреплений равелина.
Размышления о последствиях возможной победы османской армии оказали серьезное воздействие на европейских князей и государственных деятелей, знавших, что на протяжении минувших столетий призывы к объединенным действиям против общего врага редко находили понимание, а когда такие попытки все же предпринимались, то чаще всего они оказывались непродолжительными и нерешительными. Сегодняшний союзник завтра мог стать врагом: взаимная подозрительность и отголоски старой вражды препятствовали сплоченным действиям. Франция ограничилась лишь туманными намеками и не послала на помощь Вене никаких войск. Польско-литовская Речь Посполитая оказалась единственной державой, вынужденной встать на защиту Габсбургов. Речь Посполитая все еще испытывала жгучую боль, вызванную потерей своего влияния на казаков Правобережной Украины и утратой больших территорий в Подолии, которые по условиям договоров 1672 и 1676 годов перешли во владение Османской империи. Хотя, на первый взгляд, независимость и привилегии местных собраний отнюдь не гарантировали, что отсюда придет хоть какая-то помощь, дворяне Подолии (большинство из которых склонялись к тому, чтобы прийти на помощь Габсбургам, поскольку надеялись вернуть свои земли в случае поражения османских войск) убедили своих товарищей, и объединенные необходимостью оказать друг другу помощь в борьбе с общим врагом, империя Габсбургов и Речь Посполитая соединились в непростом союзе, заключив в марте 1683 года пакт о взаимной обороне, согласно которому договоры Речи Посполитой с Османской империей считались недействительными.