Фамагуста между тем продолжала отчаянное сопротивление. Пороха не хватало, все сильнее ощущался недостаток продовольствия. К июлю горожане съели всех лошадей, ослов и кошек, в городе не осталось ничего, кроме хлеба и бобов. Из восьми тысяч человек первоначального гарнизона к этому моменту лишь пятьсот человек могли носить оружие. К концу июля 1571 года стало очевидно, что дальнейшее сопротивление невозможно и что единственным способом избежать резни и разграбления является добровольная сдача. 1 августа над Фамагустой поднялся белый флаг.
Казалось, Османская империя добилась своего, продолжив победоносное наступление. Но героизм защитников Фамагусты все же не пропал даром. Еще в мае 1571 года европейские государи, устрашенные победами турок, но и воодушевленные стойкостью защитников маленькой крепости, объявляют о создании «Священной лиги». Главную силу лиги составляли те же Венеция и Испания, к ней примкнули также многие итальянские государства, римский папа и Мальтийский орден. Существенную политическую и финансовую помощь оказал Лиге и могущественный император Священной Римской империи Максимилиан. В начале августа, вскоре после падения Фамагусты, могучий объединенный флот собрался в Мессине на Сицилии. И на этот раз христианские адмиралы были настроены решительно, тем более что собранные Лигой силы были действительно велики.
Силы объединенной Священной лиги представляли собой самый мощный и многочисленный флот, который когда-либо видела Европа. Численность собранного флота составляла около трехсот различных кораблей, из них сто восемь венецианских галер, восемьдесят одна испанская галера, тридцать две галеры, выставленные за счет папы и других итальянских государств; кроме того, в состав флота входили шесть огромных венецианских галеасов (парусногребные корабли большого водоизмещения, с экипажем до восьмисот человек и большим количеством артиллерийских орудий). Общая численность судовых экипажей составляла около восьмидесяти четырех тысяч человек, в том числе не менее двадцати тысяч солдат из абордажных команд. Командовали флотом брат испанского короля Хуан Австрийский и генуэзец Дориа.
Турецкий флот также был велик. Он насчитывал около двухсот десяти галер и шестьдесят шесть галиотов (небольшие парусные корабли для прибрежного плавания). Общая численность команд и абордажных отрядов могла насчитывать до восьмидесяти восьми тысяч человек. Однако турки существенно (примерно в два раза) уступали христианам по количеству членов абордажных команд. Нужно также учитывать, что не менее трети команд составляли гребцы из христианских рабов, прикованные к веслам. Во главе турецкого флота стоял Али-паша Муэдзинзаде.
В начале октября флоту Лиги удалось блокировать турецкий флот в Патрасском заливе. А 7 октября оба флота, маневрируя у берегов залива, достаточно неожиданно друг для друга встретились в шестидесяти километрах от города Лепанто. Берег, до времени скрывавший силы противников, был низменный, и испанцы раньше увидели паруса галиотов турецкого флота. Туркам же обнаружить гребные суда союзников было труднее. Всё же турки заметили христиан и стали выстраиваться в боевой порядок. Паруса были спущены, и все перестроения делались на веслах. Боевой порядок турецкого флота, как и на суше, состоял из центра, двух крыльев и небольшого резерва, находившегося за центром.
Правое крыло турок – пятьдесят три галеры, три галиота – возглавляемое Мехметом Сирокко, было самым слабым. Центром – девяносто одна галера, пять галиотов – командовал сам Али-паша. Левое крыло – шестьдесят одна галера, тридцать два галиота – состояло в основном из кораблей алжирских пиратов, и командовал ими Улудж Али. Флот союзников построился в такой же боевой порядок. Центр возглавил сам дон Хуан Австрийский с шестьюдесятью двумя галерами. Правое крыло в пятьдесят восемь галер было под командой генуэзца Джованни Андреа Дориа. Левое крыло союзников в пятьдесят три галеры возглавлялось венецианцем Барбариго. Резервом из тридцати галер командовал испанский маркиз Крус.
Сражение началось с одновременного выдвижения и турок, и союзников. Союзники намеренно выдвинули вперед тяжелые галеасы, а затем подтянули к ним основную часть галер, чтобы в момент столкновения встретить турок единым фронтом. Турки же двигались одной линией, и когда пришел момент столкнуться, их легкие галеры оказались впереди, а медленные галиоты отстали. Силы обеих сторон встретились и одновременно возникли три очага борьбы.
Левое крыло флота Лиги из-за незнания местности и из опасения сесть на мель держалось поодаль от берега. Турки не преминули воспользоваться этим: галеры их правого крыла обошли союзников у самого берега и атаковали с тыла. А часть турецких галер вклинилась между центром противника и его левым крылом. В результате весь левый фланг христиан оказался в окружении.