За несколько дней солдаты Осман-паши окружили Плевну редутами. Сказалось преимущество скорострельной и дальнобойной американской винтовки Пибоди-Мартини, которой была вооружена турецкая пехота, и заготовленного запаса патронов, доходившего до 1000 на ствол. Пехота того времени (русская, французов, австрийская, прусская, английская, а также и турецкая) наступала в сомкнутом строю, представлявшем собой теперь удобную цель. Запас патронов русского солдат ограничивался 60. Русский запас патронов к винтовкам Крнка, постепенно снимавшимся с вооружения, был достаточно велик, в 1877 г. их поставили в Дунайскую армию в количестве 43,47 млн штук, но поначалу их экономили. Генерал М. И. Драгомиров перед форсированием Дуная, например, отдал строгий приказ солдатам не расходовать в бою более 30 патронов из 60, и этот приказ выполнялся. Под Плевной у подходивших вплотную к турецким позициям атакующих солдат иногда заканчивались патроны. Всего в 1877 г. в главных боях с турками на Балканах было израсходовано только 5,443 млн патронов к винтовкам Крнка. Русская артиллерия была в изобилии снабжена снарядами, однако существенно уступала по качеству турецкой и при атаках турецких укрепления часто оказывалась не в состоянии их разрушить или заставить оборонявшуюся пехоту прекратить огонь, а русские снаряды часто не разрывались.
Турецкие же оборонительные позиции, как правило, были в изобилии снабжены боеприпасами. «Неприятельский огонь еще с 2000 шагов наносит значительные потери нашим войскам, – писал участник боев под Ловчей в конце 1877 г., – благодаря массе выпускаемых неприятелем патронов… Наиболее сильный и чувствительный потерями огонь приходится выдерживать с 2000 до 600 шагов, затем меткость огня ослабевает (когда русская пехота подходит на расстояние прицельной дальности винтовки Крнка – прим, коммент.), наиболее робкие перестают стрелять, остальные в большинстве стреляют, не высовывая голов из ложементов; пули летят массами через голову… Снабжение турок патронами изумительно. В ложементах кроме патронов, розданных на руки, поставлены большие ящики с свинцовою и деревянною укупорками. В Ловче мы взяли несколько погребков, наполненных этими ящиками»
19 (31) августа Осман-паша частью своих сил сделал вылазку из Плевны, но был отбит с большими для него потерями. Русское командование приняло решение покончить с Плевной, не дожидаясь подхода гвардии и гренадер. Положение под городом осложнялось еще и тем, что он не был полностью блокирован. По софийскому шоссе, вдоль которого турками был создан ряд сильно укрепленных опорных пунктов, к Осману постоянно прорывались подкрепления и обозы с продовольствием и боеприпасами.
22 августа (3 сентября) 1877 г. Ловча, сильный редут в 15 километрах от Плевны, окруженный окопами, с гарнизоном в 4 тыс. человек при 6 орудиях, был взят штурмом 32-тысячным отрядом генерал-майора князя А. К. Имеретинского при 98 орудиях с потерей около 1700 чел. Турецкий гарнизон был почти полностью уничтожен. Только 2 турецких батальона из 7 сумело отступить. 24 августа (5 сентября) к армии, стоявшей под Плевной, присоединились 32 тыс. румын при 108 орудиях. Русско-румынские силы таким образом возросли до 84 тыс. чел. при 424 орудиях. В Плевне у Осман-паши находилось 36 тыс. чел. при 72 орудиях. 25 августа (6 сентября) на военном совете в Горном Студне было принято решение штурмовать город для того, чтобы избежать зимней кампании. Штурм был назначен на 30 августа (11 сентября) – день тезоименитства императора Александра II.
4 дня артобстрела 20-ю осадными орудиями турецких позиций практически не дали результатов. 29 августа (10 сентября) хлынул дождь, превращая землю под ногами в липкую грязь. Тем не менее на следующий день началась атака. В ней участвовали только 39 батальонов, остальные 68 оставили в резерве. Генералу М. Д. Скобелеву удалось овладеть ключевым Гривицким редутом. На других участках все атаки были отбиты. В течение суток Скобелев не получил подкрепления и 31 августа (12 сентября) после боя, которые его 22 батальона вели практически со всей армией Осман-паши, вынужден был отступить. Потери «именинного штурма» у русских составили 12 700 чел., у румын – свыше 3 тыс. человек. Потери турок не превышали 3 тыс.