Западная армия Криденера после занятия Никополя направилась к Плевне - мощному укреплению, куда сходились пути от Рущука, Систова, Софии, Ловчи. Отсюда шел путь на Шипкинский перевал. Плевна, расположенная у реки Гривица, на холмах, пересеченных оврагами, была удобна для обороны и невыгодна для наступления. К Плевне быстрым маршем подходил отряд талантливого турецкого военачальника, боевого начальника Османа-паши. Медлительность Криденера турки использовали для укрепления крепости и подтягивания новых сил. Русская разведка была поставлена плохо и сведений о численности противника было недостаточно. Первое столкновение одной из группировок Криденера (9 тыс.) с турками (15 тыс.) 8 июля 1877 г. закончилась поражением русских. Не разобравшись в обстановке и не сделав необходимых приготовлений к бою, 18 июля 1877 г. Криденер вновь атаковал Плевну своими основными силами, направив главный удар на восточные и юго-восточные укрепления города, хотя крепость была слабее защищена с юга и с запада. Эта вторая атака закончилась неудачей. Потеряв 7 тыс. убитыми и ранеными, русские отступили. Создалась угроза, что русская армия будет отрезана от тылов в Румынии и России. Эта неудача произвела тяжелое впечатление на русское командование и общество. После второго штурма Плевны стало очевидно, что основные силы Дунайской армии не могут немедленно перейти Балканы для поддержки отряда Гурко, как планировалось ранее. Получив подкрепление из России и достигнув договоренности с румынским князем Карлом, русское командование решило штурмовать Плевну в третий раз. Наступление было приурочено к 30 августа - дню именин Александра II. Вместе с русскими в боях участвовали румынские части. Объединенная русско-румынская армия насчитывала 84,1 тыс. (52,1 русских, 32 тыс. румын) и 424 орудия. У турок было 32,4 тыс. человек и 70 орудий. Общее командование в третьем штурме осуществлял румынский князь Карол (Карл) Гогенцоллерн и русский генерал П. Д. Зотов. Русско-румынское командование решило подвергнуть бомбордировке позиции турок, а затем начинать штурм. Но артиллерии не удалось расстроить оборону противника. Некоторые успехи были достигнуты румынским войском перед укреплением турок у Гривицы. В боях за крепость отличился генерал М. Д. Скобелев, человек большой храбрости и боевого опыта. Его войска, сражавшиеся на левом фланге, действуя энергично и стремительно, прорвались на южные окраины, но, не получив поддержки других частей, были вынуждены отойти на передние позиции. Неудача третьего штурма Плевны вызвала растерянность в русском генеральном штабе, высказывались даже предположения об отступлении за Дунай. По настоянию военного министра Д. А. Милютина было принято решение об изменении тактики: от штурма крепости перейти к её блокаде. Из Петербурга был вызван генерал Э. И. Тотлебен, известный своим инженерным мастерством ещё по обороне Севастополя. Активные военные действия были прекращены. Русские, румынские и болгарские солдаты приступили к рытью новых и укреплению старых окопов; кольцо окружения противника постепенно сжималось. В результате таких действий удалось отрезать пути подхода турецких подкреплений к Плевне. Армия Османа-паши начала голодать. Полному окружению турок в Плевне помогли успешные бои за города и селения, лежавшие на пути из Плевны в Софию. В этих сражениях снова проявил себя генерал И. В. Гурко, использовавший новую тактику: рассыпной строй, артиллерию, поощрявший инициативу и находчивость солдат. В ходе войны командиры николаевской школы вынуждены были отказаться от старых методов ведения боя: лобовых атак, наступления колоннами, передвижение парадным шагом. Маневренность, тесная взаимосвязь частей, артиллерия постепенно завоевали признание генералитета. В результате побед русских и болгар при Горном Дубинке и Телеге турецкое командование перешло к обороне Балканских перевалов и, по существу, прекратило попытки прорваться к осажденным. В конце ноября 1877 г. Осман-паша решил выбраться из осады и прорвать кольцо. В исходе боя турки были отброшены русско-румынскими соединениями. После этой последней неудачи Осман-паша отдал приказ о капитуляции. 10 декабря 1877 г. свыше 40 тыс. солдат и офицеров сдались в плен союзным войскам. Бои за Плевну показали высокий боевой дух русских, румынских и болгарских воинов, преимущество новой тактики ведения боя. Во время боев за Плевну русская и румынская потеряли до 40 тыс. человек, османы - 20 тыс. лучшей армии с её военачальником Осман-пашой. Взятие Плевны было решающей победой в ходе войны, с воодушевлением и надеждой её восприняли балканские народы.