Ранее турецкие силы оценивали в 80—85 тысяч человек. В действительности же они были значительно меньше, так как в лагере под опекой немногочисленной стражи оставались 10 тысяч больных, раненых и покалеченных, а упомянутое ночное замешательство привело к серьезному убытку сил. Турецкая армия, вероятно, не превышала 55—60 тысяч человек. Своим правым крылом турки стояли на хорошо укрепленных позициях, центр занял населенные пункты Грюнзинг, Зиверинг и Пёцлайнсдорф, а на левом фланге прикрытием служили каменные ограждения виноградников на склонах гор и оврагов вплоть до Хойберга. Войска Кара-Мустафы имели превосходство в артиллерии, так как союзники значительную часть своих орудий оставляли по дороге. Турки расставили пушки довольно густо вдоль всего строя, с наибольшей концентрацией их у Дуная и в центре. Татары занимали передовые позиции к северу от населенного пункта Мариабрунн, откуда могли угрожать правому польскому флангу.
В окопах вокруг осажденной Вены по-прежнему находились более десятка тысяч янычар и несколько меньшее число конницы, теоретически всего свыше 20 тысяч человек, фактически же значительно меньше, так как и оттуда многие солдаты дезертировали в ночь перед битвой. В ходе длительной осады города несколько тысяч турок погибли и столько же умерли от голода, болезней и эпидемий. Во время совета перед битвой Кара-Мустафа сказал: «Тысячи людей пали мученической смертью или получили ранения, и позади шатров каждого формирования и каждого полка выросло уже целое кладбище».
Под Яварином было в это время более десяти тысяч турок и свыше 10 тысяч трансильванцев Апафи, всего 20—25 тысяч человек. В Словакии действовали около 10 тысяч венгров Тёкёли, испаряющиеся на глазах в результате массового дезертирства и перехода на сторону имперских войск, а также остатки войск Хусейн-паши числом в 2000—3000 человек. В гарнизонах населенных пунктов, захваченных турками, находились свыше 10 тысяч турецких солдат. Таким образом, в момент битвы силы Кара-Мустафы были разобщены, что значительно облегчило союзникам задачу. Представленное ниже описание битвы базируется в основном на самой лучшей (из известных до сих пор) работе Яна Виммера, дополненной источниками, приведенными Янушем Паевским, и турецкими источниками в переводе Зигмунта Абрахамовича. Новый взгляд на ход венской битвы требует широких исследований источников, причем скорее всего за пределами нашей страны.
12 сентября около 3 часов ночи Собеский отправился на командный пункт герцога Лотарингского на Каленберге и велел ему выставить вперед драгун. Для того чтобы отличать поляков от почти так же одетых солдат Кара-Мустафы, «чтобы немцы не стреляли наших вместо турок», приказал всем в польской армии, от гетмана до службистов, подвязаться соломенными веревками. В 4.00 драгуны имперской армии двинулись дорогой вдоль Дуная и вскоре наткнулись на янычар. Завязался ожесточенный бой. На помощь драгунам пришли в большом количестве добровольцы, которые спустились вниз с Каленберга. Воскресное утро было туманным, а день ожидался жаркий. Когда туман рассеялся, видимость улучшилась настолько, что король мог хорошо рассмотреть турецкие позиции. Он сразу заметил, что Кара-Мустафа сильно укрепил всю горную цепь от Хойберга на юге до Нусберга на Дунае.