Войну России султан Мустафа III объявил 4 октября 1768 г. Правда, Османская империя к войне явно не была готова, ее армия смогла начать боевые операции лишь весной 1769 г. Но уже в январе этого года по указанию султана глубокие рейды в русские земли начали отряды крымского хана. Кырым-Гирей был, правда, в ту пору в немилости у Мустафы III, но, когда военное столкновение с Россией стало неизбежным, султан вернул свое расположение. Умело избегая боев с регулярными войсками, отряды Кырым-Гирея разоряли южнорусские земли, уводили в плен жителей.
В апреле 1769 г. бои между русскими и турецкими войсками начались на Дунайском фронте. В конце сентября русская армия заняла Хотин, а в ноябре овладела молдавской столицей Яссы. В том же месяце русские войска захватили столицу Валахии – Бухарест. На Кавказском фронте русская армия также добилась успеха, завоевав Кабарду.
Военное преимущество России уже на этом этапе войны было очевидным. Хотя султан выставил против России 600-тысячное войско, оно во всем, кроме численности, сильно уступало русской армии. Дисциплина и боеспособность солдат, военное искусство командного состава, вооружение были на чрезвычайно низком уровне. Особенно слаба была турецкая артиллерия, располагавшая в основном орудиями малого калибра. Крайне плохо обстояло дело и со снабжением войсковых частей продовольствием. Уже в первый год войны турецкие солдаты вели полуголодное существование, их кормили таким плохим хлебом, что он вызывал отвращение даже своим внешним видом.
Кампания 1770 г. вновь принесла успех России. В сентябре 1770 г. русская армия взяла Бендеры. На Кавказском фронте русские и грузинские войска овладели важными крепостями в Имеретии – Кутаиси, Багдади и Шоранани. Чрезвычайно успешно действовали в Средиземном море три русские эскадры, направленные туда с Балтики. Весной 1770 г. адмирал Г.А. Спиридов высадил десант в Морее. Объединенные силы русских и греков овладели Миситрией и Наваринской крепостью. Правда, турецким войскам удалось подавить восстание греков в Морее. Но русские флотоводцы нанесли сильнейшие удары турецкому флоту. 24 июня 1770 г. одержали победу в бою в Хиосском проливе, а через два дня настигли турецкую эскадру в бухте Чесма (Чешме) у побережья Малой Азии. Хотя у турок было больше кораблей и они не уступали русским в артиллерии, российские флотоводцы в ночь на 26 июня в Чесменском сражении почти полностью уничтожили флот турок. Один из командующих русскими эскадрами так описывал финал боя: «Турки прекратили всякое сопротивление даже на тех судах, которые еще не загорелись… Целые команды в страхе и отчаянии кидались в воду». Турки в панике оставили крепость и город Чешме. После этой победы русский флот блокировал Дарданеллы, прервав морские коммуникации противника. Оказавшись вблизи султанской столицы, русский флот стал и серьезным фактором морального воздействия на турецких военачальников и Порту.
В дальнейшем русские войска одержали новые важные победы. В кампании 1771 г. главным событием стало занятие Крыма. Это был сильнейший удар по Османской империи, дотоле считавшей Черное море своим внутренним морем. Успешно шли дела и на дунайском фронте, где были заняты придунайские крепости Журжа и Исакчи; в этих сражениях турки лишились почти всей своей артиллерии. В мае 1772 г. турецкое командование вынуждено было пойти на перемирие. В свою очередь, Россия перед лицом начавшихся народных волнений, вылившихся в крестьянскую войну под руководством Емельяна Пугачева (1773–1775), была заинтересована, несмотря на свой явный военный перевес, в заключении мира. В конце июля 1772 г. в Фокшанах начались мирные переговоры. Они были продолжены осенью в Бухаресте, длились несколько месяцев, но закончились неудачей.
В апреле 1773 г. военные действия возобновились с новой силой. Весной и летом 1774 г. произошли события, предопределившие исход войны. В начале мая русские войска форсировали Дунай. 2 мая они заняли Пазарджик. Главные силы Дунайской армии под командованием фельдмаршала П.А. Румянцева – сына главы чрезвычайного русского посольства в Стамбуле в 1740–1741 гг. – двинулись к Шумену, где находилась основная часть турецкой армии во главе с великим везиром. Центральным событием этой операции стало сражение при Козлудже 9 июня 1774 г. Русский корпус под командованием А.В. Суворова, имея в своем составе только 8 тыс. солдат, наголову разгромил 40-тысячную армию турок, обратив противника в бегство. Наступление русских войск на Балканах развивалось стремительно. 20 июня Порта предложила перемирие.
В июле 1774 г. в ставке П.А. Румянцева, расположившейся в деревне Кючук-Кайнарджи, начались русско-турецкие переговоры. 10 (21) июля был подписан мирный договор. Он отразил явное экономическое и военное превосходство Российского государства над Османской империей, зафиксировал принципиальные перемены не только в русско-турецких отношениях, но и в международном положении Османской державы.