Wien oli piiritetty 15. heinäkuuta mennessä ja se alkoi tykkitulella, jota kesti seuraavat kaksi kuukautta. Toisin kuin Wienin piirityksessä vuonna 1529, tällä kertaa osmaneilla ei ollut mukanaan raskasta piiritystykistöä. Heillä oli yhteensä 130 kenttätykkiä ja 19 keskikaliiperista kanuunaa. Puolustajilla oli puolestaan 260 kanuunaa ja mörssäriä. Puolustajien ammusvarastot olivat kuitenkin pienet ja he saattoivat ampua takaisin vain harvakseltaan. Osmanit keskittivät hyökkäyksensä Burg- ja Löbl-bastionien väliseen muurinosaan. Juoksuhautojen kautta tehdyt miinahyökkäykset osoittautuivat tykistöä tehokkaammaksi, mutta puolustajien onnistui tehdä vastarynnäkköjä ja korjata muurin vahingot pystyttämällä varustuksia syntyneiden aukkojen taakse. 2. syyskuuta osmanit valtasivat kuitenkin Burg-raveliinin ja 6. syyskuuta räjäytettiin miina Burg-bastionin alapuolella. Puolustajat olivat tähän mennessä menettäneet noin puolet voimistaan ja he kärsivät punataudista ja hupenevista ruokavarannoista. Puolustajat odottivat viimeistä ratkaisevaa hyökkäystä, jota ei kuitenkaan lopulta tullut. Hyökkäyksen sijaan suurvisiiri marssitti joukkonsa voimannäytteenä muurien eteen kuvitellen puolustajien antautuvan.