Pada musim panas 1538, tentera campuran Kristian mula berkumpul di perairan Corfu. Flotilla milik Venezia dan Paus merupakan antara yang terawal tiba di sana. Bersama keinginan untuk menguasai kawasan perairan bagi menghadapi pertempuran yang akan datang, Laksamana Paus menghantar satu pasukan kapal gali ke pantai. Mereka cuba merebut dan menguasai kubu Uthmaniyyah di Preveza. Setelah berlaku pertempuran kecil, pasukan ini tertewas dan dipaksa untuk menunggu saki baki tentera campuran untuk sampai.

Pada 22 September, Laksamana Andrea Doria akhirnya tiba bersama dengan angkatan laut Sepanyol dan Genoa yang besar. Secara keseluruhannya, angkatan laut Liga Suci terdiri daripada 112 buah kapal gali, 50 buah kapal geliung, 140 buah kapal layar dan memiliki kira-kira 60,000 tentera bersenjata. Kapal geliung Venezia yang menggeruni musuh telah dikendalikan oleh Alessandro Condalmiero.

Sementara itu, Barbarossa menyedari sepenuhnya ancaman besar yang bakal menanti dirinya lalu beliau telah mengumpulkan angkatannya di Pulau Ios. Pasukannya itu terdiri daripada 122 buah kapal gali dan kapal geliung serta mempunyai 12,000 tentera bersenjata. Kapal perang Barbarossa telah dikendalikan dan didayung oleh hamba. Justeru, kapalnya itu tidak akan bergantung kepada tiupan angin sekali gus berbeza dengan kapal geliung dan kapal layar Eropah lain yang mengisi sebahagian besar armada Liga Suci. Perkara ini membuatkan pasukan Barbarossa lebih diharapkan dalam menghadapi pertempuran yang akan tercetus.

Barbarossa melayarkan kapalnya ke arah barat sebelum menuju ke pantai barat Greece dan memasuki Teluk Preveza. Di sana, beliau telah mengerahkan kontinjen tenteranya menuju ke daratan dan mengarahkan mereka untuk merebut kubu pertahanan penting di Actium supaya meriam-meriam Uthmaniyyah dapat memberikan bantuan kepada kapal perang Barbarossa dari persisiran pantai dalam pertempuran akan datang.

Menyedari bahawa penguasaan ke atas kawasan pesisiran amat penting, kapal-kapal Venezia dan Paus telah berpecah dalam usaha untuk menguasai kubu pertahanan di Preveza yang hanya bertentangan dengan kubu Barbarossa di Actium. Pasukan ini ditewaskan sebanyak dua kali pada 25 dan 26 September setelah mereka ditangkis oleh flotila yang dikendalikan oleh orang bawahan Barbarossa, Murat Reis. Setelah itu, Doria menyedari bahawa Barbarossa telah berjaya mengukuhkan kedudukannya di kawasan pesisiran. Laksamana Genoa itu diikutkan tidak berani menyerang armada Uthmaniyyah yang teratur secara depan-depan. Bahkan, beliau juga menganggap jumlah musuh yang sedikit tidak akan bertindak menyerang pasukannya.

Dengan beranggapan bahawa masa kini berada di pihaknya dan risau angin kencang lewat akan membadai kapal-kapalnya ke kedudukan berbahaya, Doria telah mengarahkan armadanya menuju ke 30 batu ke selatan. Angkatan ini kemudiannya berlabuh di Sessola, sebuah pulau kecil berhampiran Lefkada. Rancangan mereka adalah untuk melancarkan serangan di Lepanto bagi memaksa Barbarossa untuk memunculkan pasukannya dari markasnya. Walau bagaimanapun, idea untuk menggerakkan kira-kira 300 buah kapal terbukti sebagai satu mimpi ngeri dan gerakan ini telah meletakkan angkatan kapal Liga Suci berpecah dan terdedah kepada serangan musuh.

Barbarossa mengambil peluang ini untuk melancarkan serangan. Pada waktu subuh, kapal Barbarossa kelihatan dari Teluk Preveza dan mereka berpusing mengelilingi utara Lefkada dan menuju ke arah armada Kristian. Kapal beliau berkumpul dan membentuk formasi 'Y' yang terdiri daripada tiga pasukan di hadapan dan satu pasukan di belakang. Barbarossa sendiri memimpin pasukan tengah daripada kapal galinya manakala komander Seydi Ali Reis dan Salah Reis pula memimpin pasukan sayap. Pendekatan Barbarossa untuk menghampiri kelompok armada musuh langsung tidak dijangka oleh pakatan Kristian.

Jumlah tentera laut Liga Suci yang terlalu besar telah terbahagi kepada beberapa barisan. Kontinjen Sepanyol dan Genoa di bawah pimpinan Doria berada sejauh 10 batu di belakang pasukan Venezia, Sicily dan Malta yang bakal pertama diserang. Komander Venezia iaitu Condalmiero bertindak meminta arahan daripada Doria melalui penghantaran perahu dayung. Doria membalas beliau akan melayarkan kapalnya sewaktu pertempuran nanti. Tindak balas Doria telah melonjakkan keyakinan dalam kalangan pasukan Venezia yang akan menyiapkan diri mereka dalam pertempuran.