L'impresa che gli diede celebrità storica, fu, nel 1571, la partecipazione alla Battaglia di Lepanto, quale ammiraglio della flotta del Ducato di Savoia. Durante il corso della battaglia fu colpito alla testa, ma sì salvò grazie al "morione" che ammortizzò l'impatto. Il morione gli era stato donato da Francesco Maria II della Rovere, Duca di Urbino, che aveva chiesto di salpare con la "Capitana" del Provana, desiderando combattere sopra le navi del duca di Savoia, e al fianco dell'Ammiraglio. Su quella Galea, peraltro, era salita anche la quinta compagnia del reggimento lombardo di Francesco Paolo Sforza di Caravaggio, comandata dal capitano Gianbattista Bonarelli della Rovere. Due giorni dopo la vittoria contro l'Impero ottomano, Andrea Provana, dal porto di Petalà, mandò al duca di Savoia una relazione che rimane uno dei più interessanti resoconti dell'intero svolgimento della battaglia. Per questa impresa, egli ottenne numerosi riconoscimenti, vitalizi, titoli e onorificenze, quali quelle di Grande Ammiraglio dell'Ordine dei Santi Maurizio e Lazzaro, e il "Collare" dell'Ordine Supremo della Santissima Annunziata.