Но Собескому удалось осилить французскую факцию. Сейм согласился на союз австрийский, который и был заключен в мае 1683 года; император обязался выставить в поле 60000 войска, король 40000; оба государя обязались спешить со всеми своими силами на выручку, если турки осадят Вену или Краков; наконец, оба государя обязались уговаривать к союзу и других владельцев, особенно стараться всеми силами привлечь к нему светлейших царей московских (Serenissimos Moschorum czaros).
В июле месяце 200000 турецкого войска под начальством великого визиря Кара-Мустафы перешло Рааб и устремилось прямо к Вене. Император Леопольд со всем двором оставил столицу, поручив ее защиту графу Штарембергу. Штаремберг выжег предместия, отбил все приступы, продержался шесть недель и дождался избавителей: к Вене подошло 84000 христианского войска: 27000 австрийцев под начальством герцога лотарингского, 11400 саксонцев под начальством курфюрста Иогана Георга, 11300 баварцев с курфюрстом своим Максом Эммануилом, 800 франконцев под начальством князя Валденского и 26000 поляков подначальством самого короля Яна Собеского. Собеский принял начальство над всем соединенным войском, 12 сентября ударил на турок и одержал над ними блистательную победу: оставивши весь свой богатый стан в добычу победителям, Кара-Мустафа убежал к Раабу. Собеский преследовал неприятеля и вторично поразил его под Парканами.
Несмотря на то, в Константинополе не думали о мире, Леопольду и Собескому нужно было на следующий год готовиться к новой тяжелой борьбе, и они стали искать союзников. Весною 1684 года приступила Венеция к священному союзу с Австриею и Польшею, которого патроном был провозглашен папа Иннокентий XI. И в договор с Венециею был внесен пункт, что три державы приглашают к союзу всех государей христианских и "преимущественно царей московских".
Ян Собеский должен был исполнить двойное обязательство и, разумеется, исполнял его очень охотно. Извещая царей о своих победах под Веною и Парканами, Собеский писал, что пришло время изгнать из Европы врагов христианства, что все христианские государи обещают выставить войско на весну, а царским величествам можно было бы начать войну и зимою. В начале 1684 года явились в Москву и полномочные послы императорские для заключения союза против турок. Те же побуждения, которые заставили Собеского помочь Австрии, должны были действовать и в Москве: Турция в последнее время явилась для России самым опасным врагом, с которым нельзя было управиться в борьбе один на один, как доказала последняя война; а теперь представлялся верный случай вознаградить себя за эту войну в союзе с другими христианскими державами, союзе, которого следствия на первых же порах оказались столь блистательными. Не принять участия в священной войне, и если следствием будет торжество турок, то надобно будет беспрестанно опасаться появления турецких ратей под Киевом; если же Польша без русской помощи получит от турок выгодный и славный мир, то первым ее делом будет потребовать от России вооруженною рукою исполнения Андрусовских условий, т. е. возвращения Киева. Следовательно, благоразумие требовало приступить к священному союзу против неверных, но прежде, благодаря настоятельной потребности Польши в этом союзе, заставить ее заключить вечный мир с уступкою Киева в русскую сторону. Переговоры об этом мире начались в январе 1684 года на старом месте, в пограничном селе Андрусове. Тридцать девять раз съезжались уполномоченные и ничего не решили: поляки не уступали Киева, русские не соглашались подать помощи против турок.
В мае 1684 года в Москве шли переговоры между Голицыным и послами императорскими - Жировским и Блюмбергом. Последние объявили желание цесарского величества, чтоб великие государи помогли против турского салтана, отняли у него правую руку - Крым. Много войска на Крым посылать не для чего: можно послать одних черкас, которые под владением гетмана Ивана Самойловича, придав к ним несколько пеших полков; цесарское величество другой помощи не требует, желает только, чтоб правую руку у султана удержать. Голицын отвечал: "У великих государей с королем польским осталось только девять перемирных лет, и если великие государи, вступив за цесаря и короля польского в войну с турским султаном, рати свои утрудят, а польский король, по истечении перемирных лет, наступит войною на их государства, то великим государям какая будет прибыль? Поэтому, не заключив вечного мира с Польшею, великим государям отнюдь в союз вступить нельзя, что послы сами могут понять". Послы просили объявить, какое последнее намерение со строны царского величества насчет отдачи Киева полякам? Голицын отвечал, что Киева в польскую сторону никак отдать нельзя и отдан не будет, потому что у малороссийского народа с поляками за утеснение веры и за другие обиды великие ссоры и никогда между ними эти ссоры успокоены быть не могут; малороссийский народ и имени польского слышать не хочет. Да и потому Киева отдать нельзя, что польский король Журавинскими договорами уступил всю Украйну турскому салтану, а салтан турский уступил Киев с принадлежащими к нему городами и местами и Запорожье в сторону царского величества. Голицын покончил разговоры решительным объявлением: "Если король польский уступит царскому величеству город Киев, то царское величество, в союзе с королем, будет вести войну против крымского хана". Между тем военное счастие, верное Австрии и Венеции, оставило Собеского: в 1684 году он неудачно осаждал Каменец; в 1685 году, не будучи сам в состоянии предводительствовать войском по болезни, Собеский отправил гетмана Яблоновского в Молдавию, чтобы, занявши эту страну, отрезать Подолию от турецких владений и принудить Каменец к сдаче; Яблоновский перешел Днестр и вторгся в Молдавию, но скоро принужден был возвратиться с значительным уроном. Это заставило короля возобновить переговоры с царями о союзе. В начале 1686 года в Москву приехали знатные послы королевские, воевода познаньский Гримультовский и канцлер литовский князь Огинский. Семь недель князь Вас. Вас. Голицын с товарищами спорил с Гримультовским и Огинским; послы, не соглашаясь на предложения бояр, уже объявили переговоры прерванными, откланялись царям, приготовились к отъезду и опять возобновили переговоры, "не желая, как говорили, столь великого, славного, прибыльного дела оставить и своих трудов туне потерять". Наконец 21 апреля все споры прекратились и заключен был вечный мир: Польша уступила Киев навсегда России, великие государи обязались разорвать мир с султаном турским и ханом крымским, послать немедленно войска свои на крымские переправы для защиты Польши от татарских нападений, приказать донским козакам чинить воинский промысел на Черном море, а в следующем 1687 году послать все свои войска на Крым. Обе державы обязались не заключать отдельного мира с султаном. Кроме того, было постановлено, что Россия в вознаграждение за Киев заплатит Польше 146000 рублей; к местам на западном берегу, оставшимся вместе с Киевом за Россиею, к Триполью, Стайкам и Василькову, прибавлено земли верст по пяти; Чигирин и другие разоренные города вниз по Днепру, отошедшие по последнему миру от России к Турции, положено не возобновлять. Православные в польских областях не подвергаются никакому притеснению со стороны католиков и униатов; католики в России могут отправлять свое богослужение только в домах.