W marcu 1683 Rzeczpospolita, wobec zerwania przymierza przez Francję, zawarła sojusz z cesarzem Leopoldem I przeciwko Turcji, będącej sojuszniczką Francji. Turcy szykowali się wtedy do wielkiej wyprawy wojennej i Sobieski obawiał się, że uderzą z terenu Podola na Rzeczpospolitą, na Lwów i Kraków. Fortyfikował więc te miasta i zarządził zaciąg do wojska. Turcja uderzyła jednakże na Austrię i po trzech miesiącach armia wielkiego wezyra Kara Mustafy obległa Wiedeń. Nie czekając na posiłki litewskie, Sobieski z wojskiem koronnym pomaszerował w błyskawicznym tempie (400 km w 8 dni) na odsiecz stolicy austriackiej. Pod jego dowództwem 12 września 1683 rozegrała się wielka bitwa pod Wiedniem, która zakończyła się pogromem Turków. Zginęło ich 15 000, a chrześcijan zaledwie 3000. Papież Innocenty XI ustanowił z tej okazji na dzień 12 września święto imienia Maryi, które obchodzone jest po dzisiejszy dzień. 9 października, w marszu przez Węgry za cofającymi się Turkami, Sobieski odniósł jeszcze jedno znaczące zwycięstwo pod Parkanami, gdzie nieprzyjaciel stracił 10000 ludzi, a w grudniu wraz z całym swym wojskiem wrócił do Krakowa.