Между тем новый главнокомандующий двигался со своей армией на север. Когда в конце августа они подошли к Белграду, пришло известие о том, что впереди вражеские войска. Араб Реджеп-паша приказал своим подчиненным преследовать противника, но враг изменил направление движения, и ночью преследователи попали под вражеский огонь. Оказавшись в дубраве, они потеряли возможность маневрировать и не могли сражаться. Поэтому, бросив тяжелое снаряжение, они побежали назад по дороге, которая вела в Ниш. Реджеп-паша уже не мог ни скоординировать передвижения своих войск, чтобы собрать полезные сведения о противнике, ни даже навести дисциплину среди своих солдат. Они отказались производить перегруппировку в Нише и стали отходить к Софии, чтобы там выразить свое недовольство великому визирю Текирдаглы Бекри Мустафа-паше. Последний удар был нанесен в конце сентября, когда Ниш пришлось отдать австрийским войскам, которые воспользовались тем, что османские войска не сумели защитить мост через бурную реку Нишаву. Разгром под Нишем ускорил массовую миграцию мусульман на юг, через Балканы в Малую Азию, начало которой положило падение Белграда в 1688 году. Теперь она усугубила процесс внутренних перемещений населения, вызванных войной и мятежом.

Падение Ниша стало причиной того, что Реджеп-паша был казнен. Теперь, когда Белград был защищен новой передовой базой, австрийцы сумели взять несколько османских крепостей на Дунае, самой западной из которых был Петроварадин. Открыв новый фронт в Валахии, где им было оказано лишь незначительное сопротивление, австрийцы продвигались в направлении Бухареста до тех пор, пока их не вытеснили силы воеводы Константина Бранковену. Советники султана рекомендовали монарху отойти из Софии в Пловдив, а оттуда в Эдирне. Помимо прочего, при очевидном попустительстве местного православного крестьянства, австрийские войска совершали рейды по тылам Османской империи, углубляясь на юг вплоть до городов Скопье и Костандил, в Македонии. Если балканские мусульмане, пытаясь обезопасить себя, отступали в центральные районы Османской империи, то православные пытались найти убежище за передовыми линиями австрийских войск. Серьезную озабоченность османского правительства вызывало нелояльное поведение тех подданых-христиан, которые не стали защищать укрепленные позиции.

25 октября 1689 года состоялась встреча духовных иерархов, которые пришли к заключению, что нужно вернуть Фазыла Мустафа-пашу (который в это время служил на Хиосе) и назначить его великим визирем. Во время мятежа, который ускорил смещение Мехмеда IV, шейх-уль-ислам Деббагзаде Мехмед-эфенди продемонстрировал свои симпатии к Фазылу Мустафе тем, что отказался дать фетву, которая бы санкционировала его казнь. Подобно своему брату, Фазылу Ахмед-паше, Фазыл Мустафа был духовным лицом, прежде чем он стал представителем военно-административной элиты. В 1656 году, когда гражданские беспорядки угрожали разорвать империю на части, государственные деятели высших рангов обратились к помощи представителя клана Кёпрюлю, поручив ему спасти османские владения, и вот теперь в Эдирне, собравшись в шатре у султана, который дал им аудиенцию, все они выразили единодушное мнение. На этот раз замена великого визиря прошла гладко — Текирдаглы Бекри Мустафа-паша хорошо послужил империи на австрийском фронте, и ему позволили удалиться в свои владения. Но в отличие от своего предшественника, Фазыл Мустафа-паша не поддался искушению заключить мир, воспользовавшись посредническими услугами, которые пытались навязать голландцы и англичане. Вместо этого он начал приготовления к предстоящей кампании, в ходе которой он собирался вернуть османской армии военное счастье.

Придя к власти, Фазыл Мустафа-паша, как прежде это делал его отец, Кёпрюлю Мехмед, принял жесткие меры, сняв с должностей или предав казни всех тех государственных чиновников прежнего режима, которых сочли несоответствующими требованиям новой власти, а вместо них назначил своих людей. Командование армией на австрийском фронте было поручено главнокомандующему янычар Коджа Махмуду-аге, в надежде на то, что он вдохновит своих собственных подчиненных, которые снова раскроют свои легендарные бойцовские качества. В стиле, который напоминал прежние времена, отличавшиеся большей дисциплиной, в корпусе янычар была проведена полная перекличка, в ходе которой имена погибших янычар удалялись из списков, чтобы их товарищи не забирали себе жалованье тех, кого уже нет. Чтобы более эффективно и рационально провести мобилизацию, личный состав других корпусов также прошел перерегистрацию и было установлено их точное местонахождение. Были вызваны войска из Египта и других североафриканских провинций, а военно-морским силам было приказано держать флот наготове, чтобы отразить нападение Венеции. Как и год назад, была объявлена всеобщая мобилизация мусульманского населения.

Радикальным решением, принятым для того, чтобы удовлетворить потребности в живой силе, необходимой армии для проведения кампании 1690 года, стал призыв членов оседлых и кочевых племен Анатолии и Румелии. Были призваны пять тысяч человек из туркменских и курдских племен юго-восточной Малой Азии. Их появление на австрийском фронте обеспечивалось таким нововведением, как назначение гаранта, который нес финансовую ответственность в том случае, если они не прибывали в Эдирне на смотр новых войск. В Румелии был выбран другой подход: чтобы получить освобождение от некоторых налогов, которые обычно с них взыскивались, кочевники должны были принимать участие в военных действиях. В давние времена племена, жившие в балканских провинциях, служили в качестве вспомогательных войск, но начиная с правления Мехмеда II их стали использовать как воинов. Теперь из этих воинов, которых называли «сынами завоевателей», надо было сформировать более или менее регулярные подразделения. Закрепившееся за ними название служило напоминанием о той роли, которую их предки сыграли во время колонизации Балкан.

В 1690 году османская армия насладилась забытым вкусом победы. Самым передовым бастионом австрийцев была расположенная юго-восточнее Ниша крепость Пирот, которая стояла прямо на дороге в Софию. После трехдневной осады она была взята. Ниш имел больше возможностей оказать сопротивление, но в сентябре он тоже пал благодаря умелому минированию, которое произвели янычары и другие подразделения, а также прибытию подкреплений. Защитники крепости рассчитывали, что им позволят уйти в Белград, и не хотели, чтобы их подвергли смертной казни за отказ капитулировать. Турки приняли их оправдания, согласно которым они получили от осаждавшей их армии какой-то документ, но не смогли найти человека, который мог бы его прочитать, и поэтому не знали, что это традиционные гарантии безопасности в случае сдачи.

Дорога на север, вдоль долины реки Нишавы (которую обороняли крепости Пирот и Ниш) была одним из подходов к Белграду со стороны Османской империи. Другой маршрут проходил по долине Дуная, защищенной цепью опорных пунктов. Там был взят Видин, а затем и лежавшие еще западнее Смедерево и Голубеч. В начале 1690 года к Белграду подошла большая армия, в состав которой входили султанские полки, кавалерия из провинций, мушкетеры из Египта, татары и прочие войска. Все окружавшие его укрепления были уничтожены и крепость осадили как со стороны Дуная, так и со стороны Савы. На седьмой день осады был взорван и сгорел дотла арсенал крепости, а 8 октября она пала. Впоследствии проливные дожди и зимняя погода заставили великого визиря и его главную армию отказаться от попыток продвинуться по Дунаю еще дальше на север и запад, чтобы присоединиться к силам губернатора Боснии, осаждавшим Осиджек, расположенный к западу от места слияния Дравы и Дуная. В результате осаду с этой крепости пришлось снять. Помощь французских саперов и канониров (высадившихся с французских кораблей, прибывших в Стамбул) по восстановлению Белграда оказалась наиболее экономичным средством из тех, которыми Шатоне воспользовался для поддержания дружественных отношений между Францией и Османской империей. В качестве рабочей силы привлекли местных жителей, которых выселили с острова, лежавшего в русле Дуная ниже крепости. Единственной потерей Османской империи в 1690 году стала находившаяся в Венгрии, южнее озера Балатон, крепость Надьканижа, которую когда-то называли «ключом к Германии».