Новините за унгарския поход предизвикват паника в Одрин и Мехмед взема мерки за укрепването на града. В същото време Мурад е извикан от Маниса, където се е оттеглил, и се връща, за да оглави армията. Тъй като съюзническият флот е блокирал Проливите, Мурад и анадолската армия се прехвърлят на европейския бряг на 15 октомври през Босфора с помощта на генуезки кораби и засилен артилерийски обстрел от двата бряга. След като достига Одрин, Мурад оставя Мехмед начело на защитата на града, а самият той с основната армия се насочва към Несебър и оттам на север по черноморския бряг, за да пресрещне унгарската армия. В решителното сражение при Варна на 10 ноември османците успяват да надделеят, като в боя загива крал Владислав III, а унгарците са принудени да се оттеглят на запад. След победата Мурад отново предава властта на сина си и се връща в Маниса.