Перед штурмом Суворов дал приказ войскам:
«Храбрые воины! Приведите себе в сей день на память все наши победы и докажите, что ничто не может противиться силе оружия рассейскаго. Нам предстоит не сражение, которое бы в воле нашей состояло отложить, но непременное взятие места знаменитого, которое решит судьбу кампании и которое почитают гордые турки неприступным. Два раза осаждали Измаил русские армии и два раза отступали; нам остается, в третий раз, или победить, или умереть со славою».
10 декабря с восходом солнца около 600 орудий с батарей и судов открыли огонь и прекратили его за два с половиной часа до начала штурма, заставив турок заметно ослабить ответный огонь. Одна из неприятельских бомб попала в крюйт-камеру бригантины «Константин» и взорвала ее.
Во время подготовки штурма Рибас ежедневно, а то и по нескольку раз в день докладывал Суворову о постройке батарей на Сулине, о результатах обстрела, о действиях и намерениях турок. Через несколько дней у него все было готово к атаке и каждый солдат знал свое место и задачу.
Наступающие колонны должны были атаковать с суши (19 500 человек) и с воды (девять тысяч человек); но две трети сил и большинство артиллерии были сосредоточены в приречной области. Именно здесь, благодаря огневой мощи флотилии и сравнительно слабым укреплениям, и можно было добиться решающего успеха. Однако и на всех прочих направлениях атаки проводили упорно и решительно.
Десантные войска Рибаса построили три колонны в две линии: в первой на 100 лодках регулярные, на 45 — иррегулярные войска (последние были распределены равномерно в середине и на флангах). Вторую линию составили 58 судов крупнее (бригантины, плавбатареи, дубель-шлюпки и лансоны), которые огнем артиллерии должны были прикрывать и поддерживать высадку и наступление войск. Флотилия двигалась к крепости на веслах, ведя огонь. Турки отвечали без особого успеха. Туман и обломки мешали двигаться большим русским судам. В нескольких сотнях шагов от берега вторая линия разделилась пополам, примкнула к флангам первой и открыла огонь. Под прикрытием артиллерии в 7.00 началась высадка, несмотря на сопротивление 10 тысяч турок и татар.
К рассвету противник отступил внутрь крепости. Но ожесточенное сопротивление продолжалось внутри города до 11 00. К 13.00 сохранялись лишь отдельные очаги обороны в ханах (гостиницах), мечетях, казармах. Хан Каплан-Гирей попробовал организовать контратаку, но был разбит.
В одном из ханов собралось несколько тысяч человек. Узнав об этом, Рибас собрал сотню солдат под командой полковника Мелиссино, поставил на улице как авангард колонны, смело приблизился к хану и хладнокровно потребовал сложить оружие, если турки не хотят, чтобы всех изрубили. Осажденные повиновались. Так же Рибасу удалось заставить сдаться несколько сот турок в двух других ханах. Ему довелось и принять капитуляцию мухафиса (губернатора города) паши Мемеда, который последним с двумя с половиной сотнями человек оборонялся в Табии. Узнав, что город покорен, он согласился сложить оружие.
Измаил пал 11 декабря. В подробном рапорте от 21 декабря, отдавая должное де Рибасу, Суворов особо просил наградить де Рибаса и писал о действиях генерала: