Rákóczi Érsekújvár nagy jelentőségét felismervén, azt De Riviere francia hadmérnök-ezredes által nemcsak kijavíttatta, hanem amint az a XVII/10. és a XVIII/20. számú mellékletek összehasonlításából kivehető, részben újjá is erődítette. De Riviere a vár ellenálló képeségét fokozandó, a belső ároklejtet (escarpe) kifalaztatta, az összekötő falak (courtine) elé nagy föld-gátakat (ravelin) építtetett, melyek egyrészt a gyöngébb összekötő falak ellenálló képességét még jobban fokozták és másrészt azok mellvédeiről az előtér és a bástyák kereszttűz alá voltak vehetők. A külső ároklejt (contre-escarpe) mentén födött útat (chemin couvert) készített, mely a védőrség kirohanásainál gyülekező helyül szolgálván, ezeket a vállalatokat hatásosabbá tette s egyúttal az előtte fekvő sikamra (glacis) pásztázó puskatűz kifejtését engedte meg. Azonkívül De Riviere ezredes az árteret is újra szabályozta és a glacis előtt több ár-katlant (Inundations-Kessel) létesített. A bástyákon biztosított szertárak és raktárak elhelyezhetése céljából cavalier-szerű kazamatált épületeket emeltetett. A várhoz tartozó malom megerődítése által egy külső védőmű (ouvrage detaché), az úgynevezett malom-erőd keletkezett.
Azonkívül az öreg Bottyán is idejekorán és kiadósan gondoskodott a nagyfontosságú várról, amennyiben azt bőven ellátta lőszerrel, élelmikészletekkel és egyéb hadiszerekkel. Eredetileg ő maga akart a várba zárkózni, de a fejedelem ehhez nem járult hozzá, nehogy személyét, Újvárban maradva, veszélynek kitegye, hanem utasította Bottyánt, hogy az őrséget, melynek erősbítésére még Radics hajdú-ezredét küldte el báró Limprecht ezredessel, s vagy 500 lovast, összesen 2000 embert, újra eskettessen fel. Az őrség a beküldött 2000 emberrel s a karvai sáncnak is várba bevont hajdúival most már 5000 főre emelkedett. A vár parancsnokául a fejedelem Berthóty Istvánt nevezte ki s alatta a gyalogság parancsnokságával báró Limprecht ezredest, a lovasságéval Géczy Gábort, a pénzügyek vezetésével pedig Szluha Ferencet bízta meg, olyanformán, hogy ezek egymás tudta nélkül mit se intézhessenek el, hanem csak közakarattal, hogy árulás be ne következhessék. A mintegy 100 ágyúból álló tűzérséget egy Rothenstein nevű igen jeles tiszt igazgatá. Ezeket a főtiszteket Bottyán szintén újra föleskedtette a mindhalálig való elszánt védelemre s egyben tudomásukra hozta, hogy Bercsényi és ő, kivülről lovasságukkal szüntelenül a vár körül lesznek s tőlük telhetőleg háborgatni fogják Heistert. Ily intézkedések megtétele után hagyta el az öreg Vak-Bottyán a föllelkesített, elszánt népet, hogy a Garamnál Bercsényivel egyesüljün.
Heister azt hitte, hogy Nyitrához hasonlóan, Érsekújvár is erős bombázás hatása alatt hamarosan meg fogja magát adni. Ennek tulajdonítható, hogy bár Pálffy az elővéddel már szeptember 21.-én megjelent a vár alatt, az még október 3.-án sem volt körülzárva, miért is a kuruc védőrség még további erősbítést kaphatott. Amikor aztán a tábornagy tévedését belátta, Komáromból nagymennyiségű ostromszereket, faltörő ágyúkat és gyalogságot hozatott, vagyis erős előkészületeket tett a komoly ostromra. A főtámadást Heister az északkeleti arcvonal, vagyis a Cseh- és Forgách-, különösen pedig annak jobboldali (Cseh-) bástyája ellen vette kilátásba.
Az első párhuzamot a császáriak a glacistól mintegy 400 lépésnyire emelték ki; a közelítő árkokat (approches) a ravelin fővonala és a Nyitra folyó mellékága közt ásták előre, ez utóbbit e munkálatok által elzárván és szárazzá tevén. Ily módon az ostromlók a vívó és közelítő árkokat a glacis tarajvonaláig vitték előre, amelyet csakhamar leszerelő, réstörő és mozsár-gátonyokkal koronáztak. Ezekből a tüzet már szeptember 28.-án megkezdték, de annak hatása meglehetősen gyengének bizonyult, részben azért, mivel a védőrség is mindent megtett az ellenséges bombák hatásának csökkentésére. Ilyen körülmények között a védőrség bátorsága és hangulata úgyszólván folyton emelkedőben volt.
Azonkívül a Nyitra balpartján levő kuruc csapatok, melyek eleinte csak illő távolságból figyelték meg a várvívás állását és előrehaladását, mindinkább szintén felbátorodtak. Október elején Miklóssi István megtámadta a császáriak élelemszerző osztagait s egyidejűleg Nagy-Tapolcsánynál 4 kuruc ezred tűnt fel. De ezeknek az ostrom megzavarását célzó kisérletei sikertelenek maradtak, mert az ellenük indult Pálffy, Miklóssi embereit könnyű szerrel visszaszorította, utóbbit magát is foglyul ejtvén, Bokros Pálnak Nagy-Tapolcsánynál szervezkedő ezredét pedig október 6.-án egy aznap végrehajtott erőltetett menet után teljesen szétverte. Ez alkalommal Bokros legtöbb tisztjével és 84 emberrel foglyul esett s azonkívül 10 zászló is a császáriak kezébe került. Azonkívül a labanccá tett Ocskay László is elég kárt tett a kurucokban portyázásaival.
Amikor Pálffy az újvári táborba visszatért, Heister már vissza kezdte vonni tűzérségét az állásokból. A tábornagy ugyanis előzőleg felszólította a védőrséget a vár átadására, de annak parancsnoka tagadó választ adott. Erre Heister, miután Damont mérnökkari alezredese megsebesült, Ehrenberg tűzérkapitánya pedig életét vesztette s több mint 2000 embere harcképtelenné vált, végre meggyőződvén támadó, illetve ostromló eszközeinek elégtelenségéről, október 9.-én a rendszeres ostromot beszüntette s csupán a vár körülzárására, illetve Komárom, Nyitra és Szered irányából lovasság által történő megfigyelésére szorítkozott s egyidejűleg a vár közelében fekvő összes malmokat leromboltatta s azonkívül két mérföldnyi távolságra mindent elpusztíttatott, hogy az őrség ne élelmezhesse magát. E rendelkezések által a tábornagy hátát elegendőnek biztosítva látván, a bányavárosok felé való előnyomulást határozta el, ahol csapatjait téli szállásokba szándékozott elhelyezni. Heister október 12.-én vonult el csapatjával Érsekújvár alól, Bottyán által Nyitra váráig folyton kisértetve és háborgatva, aki azután nyomban hozzálátott az erődítési műveken történt rombolások helyreállításához és a várnak újabb készletekkel való ellátásához.