Mora’nın fethi üzerine kendisine güveni artan sadrazam, Kırım Tatarları’nı Rusya’nın herhangi bir saldırısına karşı geride bırakmış, bir kısım birliklerini de Arnavutluk’a göndermişti. Prens Eugen’in hedefi ise Belgrad’dı. Belgrad’a 1716 yılı sona ermeden saldırabilmeyi ummuştu. Fakat önce kuraklık, daha sonra da aşırı yağmurlar birliklerinin toplanmasını engellemişti. Prens Eugen, bu yüzden para ve erzak teminini güvence altına almadan, Viyana’dan ayrılamamıştı.

Prens Eugen, Güney Macaristan’da Petervaradin yakınlarındaki birliklerine ulaştığında, Osmanlı ordusu Sadrazam Silahdar Ali Paşa komutasında Belgrad önlerindeydi. Osmanlı birliklerinin üzerine gitmektense, Türk ordusunun kendisine doğru gelmesini daha uygun buldu. Yaklaşık 100 bin kişilik Osmanlı ordusu, 26-27 Temmuz’da Sava Nehri’ni geçti. Petervaradin Kalesi’ni alma niyetinde olan Ali Paşa, saldırı için hazırlık yapmadan, Avusturya ordusunun yakınlarına karargah kurdu.

Eugen, Osmanlı ordusunun muharebe için hazırlık yapmasına fırsat vermedi. Savaş meclisini bile toplamadan, hemen saldırıya geçmeye karar verdi. 5 Ağustos’ta arkasına koruma olarak Petervaradin Kalesi’nin top ateşini alıp, emrindeki 70 bin kişilik ordusuyla Osmanlı ordusuna saldırdı. Osmanlı kuvvetleri, başlangıçta Avusturya piyadelerini her ne kadar geri püskürtseler de, süvarilerin saldırısına fazla dayanamayarak, dağıldılar. Muharebede, sadrazamla birlikte 30 bin asker şehid oldu.

Eugen’in subaylarından biri, daha sonra şöyle yazacaktı: ''Adamlarımız fazla kana susadıkları ve herkesi öldürdükleri için ancak 20 esir alabildik.'' Savaşta tarif edilemez derecede gaddarlıklar yaşandı. Eugen, Sırp birlikleri arasında yakaladığı Türk casuslarını kazığa oturttu. Hiç kimse ölüleri gömmek için çaba göstermedi. Prens Eugen, cesetlerden hastalık kapmamak için ordusuyla birlikte muharebe alanından ayrıldı. Şubat ayında bile muharebe alanı hala gömülmemiş insanların, atların ve develerin kafatasları ve iskeletleriyle kaplıydı. Petervaradin Muharebesi’nin sonunda, Osmanlı karargahı da Avusturyalılar’ın eline geçti. Karargahta ele geçenleri taşımak için 300 araba tam üç gün boyunca çalıştı.