七月三十日，守军又向萨瓦河上的大桥发动进攻，但很快被击退。八月一日，贝尔格莱德派出八艘火船以摧毁贝尔格莱德附近的桥梁，但帝国军舰击沉了这些船只。
但帝国陆军的炮兵部队也没有手软。八月四日，帝国军队的炮弹击中了城中的火药仓库，城内持续了好几天的大火。
陆军大臣欧根亲王说：“我和我勇敢的骑士们一定将从异教徒那里夺回贝尔格莱德，而不是逃之夭夭，这就是为什么我留在这里的原因。”欧根亲王下令加固阵地，并让士兵们用装满土的篮子进行掩护，但这并没有太大帮助。
随后指示他的将军们：
必须让士兵清楚地知道，我们对付的是奥斯曼人和鞑靼人这样一击即退的敌人，如果我们的军队能够站稳脚跟，表现良好，那就没什么好担心的……而且，一击即退的民族总是试图偷袭敌人的后方，如果发生这样的事情，任何人都不应该掉头……”
陆军大臣欧根亲王因此下令步兵结阵战斗，以充分利用步兵的火力进行攻击∶“步兵应该持续射击的方式向敌人开火，并给予敌人以持续不断的打击。与火力优势相比，对奥斯曼人保持火力输出更加重要。”
八月八日，一名耶尼切里阿迦的副官被俘虏，他透露出大维齐尔哈吉·哈利勒帕夏决定包围设防营地的帝国军队。其他俘虏的证词表明，大维齐尔哈吉·哈利勒帕夏打算在八月十五日或八月十七日进行全面进攻。
八月十一日，帝国陆军在海军的帮助下用五个步兵营、六个掷弹兵连、三百五十名骑兵和数门大炮占领了大角岛，土军四百人阵亡、六十人被俘，帝国陆军一名军官和五十名士兵阵亡。现在他们在大角岛开始轰炸下城区并消灭奥斯曼帝国炮兵部队。八月十二日，一支约三万人的鞑靼军队到达，大维齐尔哈吉·哈利勒帕夏命令其移至德丁耶高地。此时奥斯曼军队已推进至维什尼察村-埃克梅克卢克-德丁耶-萨瓦河一线。
奥斯曼人想让敌人在长期的围攻中精疲力竭，但转机不久之后发生。八月十四日早上起点，贝尔格莱德突然被一阵强烈的爆炸震动了：一枚十磅重的臼炮炮弹击中了堡垒内的火药库，三千名奥斯曼人在爆炸中丧生。然而，在击退大维齐尔哈吉·哈利勒的军队之前，对堡垒的攻击无法继续。同时，大维齐尔哈吉·哈利勒帕夏派使节通知堡垒指挥官准备对基督徒进行两面夹击。
堡垒内的一名前库鲁奇叛军雅诺什·维孔尼将这一情报转发给了欧根亲王。欧根亲王决定进攻。
八月十五日下午三点，陆军大臣欧根亲王召集他的指挥官开会。他在会上半开玩笑的说：“要么我拿下贝尔格莱德，要么奥斯曼人赶我走”。他知道，双方都达到了极限，任何一方在贝尔格莱德取得胜利都将意味着战争的结束。与会的将领们也明白这个道理，因此他们的全力支持陆军大臣欧根亲王，最终陆军大臣欧根亲王宣布明天将攻击奥斯曼帝国援军。
像往常一样，陆军大臣欧根亲王一丝不苟地策划袭击。他用了整整一个晚上的时间为明天的战斗安排了两列部队，这两列部队总共四万人，这个数字对奥斯曼帝国让来说微不足道，但他们远不及帝国陆军的英勇。六十门炮被移到侧翼进行支援，候补军官和炮兵加入了步兵队伍以接管敌军的火炮。
为了避免战线拉的太长，军官们被要求保持冷静，不要急于进攻。骑兵将与步兵部队混在一起，并在必要时使用他们的手枪以保持对奥斯曼人的持续火力。陆军大臣欧根亲王担心，即使大维齐尔哈吉·哈利勒帕夏被赶出战场，过早的洗劫也可能会使帝国陆军纪律大乱并使其受到贝尔格莱德守军的及时反击。因此他规定任何洗劫行为都将受到死刑的惩罚。
晚上，陆军大臣欧根亲王拜访了各部官兵。他下达命令并为他们加油打气，分发葡萄酒、白兰地和啤酒以提高他们的士气。他向他们保证，如果维持军纪并且补给线不被切断，他们很快就会击败奥斯曼部队。士兵们对他们曾与奥斯曼人作战三十年的指挥官充满了信心。
陆军大臣欧根亲王也倚仗他的士兵，他们其中的许多人都是经历过西班牙王位继承战争的老兵。陆军元帅布朗·德·加缪伯爵和彼得·约瑟夫·德·瓦尔德留下了一万人看守战壕，其中包括失去马匹的骑兵。他们将继续围困要塞，保护成千上万名伤病员，并随时准备击退贝尔格莱德守军的任何出击。
午夜时刻，帝国陆军将发射三枚信号弹作为开战的信号。陆军大臣欧根亲王回到了帐篷里，五万名帝国士兵在星光闪烁的夜空下休息。按照时间表，来自战壕、大角岛和萨瓦河口左岸的帝国陆军炮兵进行连续不间断的轰炸以转移守军的注意力。
八月十六日午夜一点，进攻开始。奥地利五十二个步兵营，五十三个掷弹兵连队和一百八十三个骑兵中队共四万人迎着月光前往奥斯曼战壕。奥地利帝国军队将左翼骑兵部队留在了小山丘上，将右翼骑兵部队部署在了平原上，由陆军元帅约翰·冯·帕尔菲伯爵指挥的骑兵团是帝国陆军的精锐部队，他们于午夜两点走出壕沟左右两侧的开口。当元帅帕尔菲伯爵的骑兵冲锋在前时，位于中央的陆军元帅符腾堡公爵指挥的步兵紧随其后。陆军上将弗里德里希·冯·塞肯多夫的十五个营共一万人则坚守壕沟。
奥斯曼帝国方面，军队的左翼由步兵和鞑靼骑兵组成，右翼由耶尼切里军团组成，而中央则由步兵组成。
帝国陆军竭尽全力保持沉默。奥斯曼帝国军队战壕距离仅有几百步之遥。警惕的奥斯曼帝国军队哨兵听到了一些窸窸窣窣的声音——脚步声，马蹄声，马的嘶鸣，以及向他们的指挥官下达命令的外语。
八月十六日凌晨三点左右，弥漫整个战场的浓雾掩盖了欧根亲王部队的行踪。雾气如此之浓，以至于人们只能看到十步以内的距离。
大约四点钟，元帅帕尔菲伯爵的骑兵在托普齐德和德丁耶的战壕中遇到了奥斯曼人，他们越过在正忙着挖掘新战壕的奥斯曼人的头顶上。当帝国骑兵突然从雾中冲出的一瞬间，奥斯曼人愣住了，警报声破坏了黎明前的寂静。当奥斯曼军队反击时，他们巨大的战鼓、单簧管、小号和钹发出了震耳欲聋的喧嚣。
骑着马的陆军大臣欧根亲王听到战斗开始的第一枪在他右翼的某个地方响起，但是陆军大臣欧根亲王认为这发生的太早了——雾里一片混乱，双方距离如此之近，以至于炮兵和步枪的火力毫无用处。
帝国士兵的刺刀刺向耶尼切里军团。奥斯曼人挥舞着战斧，劈砍奥地利骑兵。手枪子弹穿过奥斯曼士兵绣有古兰经经文的衬衫。双方的弯刀与军刀互相挥舞并劈砍着。在浓雾中，其他奥斯曼帝国部队冲进了帝国陆军的阵地，损失惨重。
在土军左翼，西帕希骑兵在步兵的帮助下奔驰。元帅帕尔菲伯爵的骑兵似乎无法突破奥斯曼帝国军队的防御。但在得到了中将梅西伯爵的二线骑兵支援下他们又一次大胆推进。奥斯曼人的阵型被打乱了，但很快恢复秩序，与帝国陆军僵持后开始进行猛烈的反击。
由军需官马克西米利安·冯·施塔赫姆贝格伯爵率领的帝国步兵团已经装上了刺刀。帝国骑兵集结起来，击溃了奥斯曼人的侧翼。这次奥斯曼人逃之夭夭，放弃了高地的一些火炮。在中央，其他奥斯曼帝国军队无所畏惧地向前冲去。
在此期间，第一列右翼的帝国步兵穿透了奥斯曼帝国军队阵型，但偏离了方向，他们与元帅帕尔菲伯爵麾下的骑兵之间形成了一个缝隙，在雾气的保护下，奥斯曼人渗入了缝隙并出现第二列帝国步兵之的面前。不过他们在大约六点钟的时候被击溃。
此后不久，帝国陆军夺取了德丁耶的一个奥斯曼阵地。由于有雾，左翼的帝国步兵走错了方向，与骑兵失去了联系。随后被奥斯曼帝国军队渗透，他们压制了帝国骑兵并试图包围帝国步兵。大约八点钟，第二列的步兵和骑兵进入投入战斗。
此时