Litwini pod Wiedeń nie zdążyli. Jan III, otrzymawszy 16 lipca w Wilanowie cesarski list, ruszył do Krakowa, gdzie zbierała się armia koronna. Do 8 sierpnia pod miastem stanęło 14 tys. jazdy oraz 13 tys. piechoty i dragonii. Ponieważ czas naglił, zrezygnowano z czekania na Litwinów i Polacy 15 sierpnia ruszyli przez Górny Śląsk i Morawy ku Wiedniowi. 31 sierpnia pod Hollabrunn powitał Sobieskiego ks. Karol. Narada wojenna odbyła się 3 września w zamku Stetteldorf. Wzięli w niej udział król, hetmani koronni Stanisław Jabłonowski i Mikołaj Sieniawski oraz dowódcy cesarscy: ks. Karol, margrabia Herman Badeński i elektor saski Jan Jerzy III. Wtedy to oddano królowi naczelne dowództwo i omówiono plan kampanii – na wniosek Sobieskiego zdecydowano iść wprost na Wiedeń, który był bliski upadku, i zaatakować Turków od strony Lasu Wiedeńskiego.
Wykonanie planu zajęło dziesięć dni. 12 września o świcie wojska koalicji wyszły na pozycje na stoku Lasu Wiedeńskiego. Było ich około 68 tys., w tym 10 tys. Sasów, 9 tys. Bawarów, 7,5 tys. wojsk frankońskich, 22 tys. wojsk cesarskich i 20 tys. Polaków. Kara Mustafa mógł im przeciwstawić 65 tys. ludzi – reszta oblegała Wiedeń albo była rozproszona pod innymi zamkami (co najmniej 20 tys. stało pod Jawarynem). Wódz turecki popełnił zatem kardynalny błąd, pozwalając przeciwnikowi skoncentrować siły i nie czyniąc tego samego przed walną bitwą. Sprzymierzeni dążyli do przebicia się do miasta i udzielenia mu pomocy (plan minimum) lub do zupełnego pobicia wroga (plan maksimum). Turcy zamierzali odeprzeć atak, licząc się raczej z tym, że przeciwnicy będą się przedzierać do miasta.
