В Петербурге понимали, что нельзя начинать военные действия, не урегулировав отношения с Австро-Венгрией. Переговоры с ней начались еще летом 1876 года. Сторонам удалось достичь согласия по многим вопросам. Австро-Венгрия поддержала претензии России на возвращение последней Южной Бессарабии, утерянной в результате Крымской войны. Петербург и Вена обязались не допустить образования на Балканах в случае поражения Турции большого славянского государства. Максимум на что они могли пойти - это "добиваться некоторых территориальных приращений для Сербии и Черногории". Позиция России относительно предоставления автономии Боснии и Герцеговины поддержки у Вены не нашла.
3 (15) января 1877 года в Будапеште Россия подписала с Австро-Венгрией секретное соглашение: Австро-Венгрия обязалась соблюдать нейтралитет в будущей русско-турецкой войне, взамен Россия соглашалась с притязаниями Австро-Венгрии на Боснию и Герцеговину - то есть на те земли, которые должны были стать частью "Великой Сербии" и из-за которых и разгорелся Восточный кризис. Одна из статей Будапештского соглашения предусматривала, что "в случае территориальных изменений или распадения Оттоманской империи образование большого сплоченного славянского или иного государства исключается; напротив, Болгария, Албания и остальная Румелия могли бы стать независимыми государствами". Иными словами, Россия отказывалась способствовать планам создания "Великой Сербии" и делала ставку на независимость Болгарии. Но в Белграде об этом пока не знали.
12 апреля 1877 года Россия объявила Турции войну. Начался беспримерный по трудности и героизму поход русской армии за Дунай, навеки покрывший русское оружие славой Плевны и Шейнова, Шипки и Филиппополя. 314 дней и ночей продолжался освободительный поход. В боях за освобождение Болгарии пало более 50 тысяч русских солдат.
"8 января 1878 года в наш город Хасково прибыли братушки, - записывал в памятной тетради житель болгарского города Хасково Апостол Стратиев. Великая Россия освободила нас, я пишу это, потому что об этом нужно помнить всегда, на веки вечные".
Вступление русских войск на Балканы вызвало новую волну национально-освободительной борьбы порабощенных Турцией народов. Румыния провозгласила свою полную независимость от Турции, и румынская армия приняла участие в освобождении Болгарии. По всей Болгарии формировались отряды народного ополчения, присоединявшиеся к русским войскам. Черногорцы в упорном девятидневном бою ("девять кровавых дней" со 2 по 11 июня 1877 года) устояли перед султанской армией и перешли в контрнаступление. В Боснии, Герцеговине и Македонии усилилось повстанческое движение.
После долгих раздумий 1 декабря 1877 года Сербия решилась присоединиться к общеславянскому движению. Падение Плевны оказало решающее влияние на колебания Белграда. Король Милан Обренович объявил войну Турции, не забыв сообщить сербскому народу, что главные задачи в борьбе с турками уже решены другими: "Мы найдем на поле боя покрывшую себя героической славой храбрую русскую армию; братьев черногорцев и наших смелых соседей румын, которые, перейдя Дунай, борются за независимость и свободу порабощенных христиан".
Ведя локальные боевые действия и не встречая сильного сопротивления (главные силы турецкой армии сражались с русскими в Болгарии), сербы заняли города Ниш, Пирот и вышли на историческое Косово поле, где пятьсот лет назад решилась судьба Сербии.
19 января было подписано соглашение о перемирии России с Турцией. Известие об этом всколыхнуло европейские столицы. В Вене поспешили заявить, что Австрия требует созыва международной конференции для обсуждения условий мира с Турцией и не будет считать действительными те положения будущего мирного договора, которые затронут интересы Австро-Венгрии. В подкрепление своей позиции Вена объявила частичную мобилизацию и концентрацию своих войск на границе с Россией. Австрийский министр иностранных дел граф Д. Андраши даже был готов к более решительным действиям, но главнокомандующий австро-венгерской армией эрцгерцог Альбрехт и генералы были против немедленной войны с Россией.
В Лондоне премьер-министр Англии Дизраэли также потребовал созыва международной конференции. Английский флот демонстративно вошел в пролив Дарданеллы. В ответ правительство России известило турецкого султана, что русские войска намерены войти в Константинополь. Международная обстановка обострилась до предела.