Места для переправы через реку Рымну были найдены у деревни Черешти и севернее Тырго-Кукули у села Богач. На основе полученных данных Суворов разработал диспозицию. По плану Суворова, войска союзников должны были разделиться на две колонны, переправиться через Рымну, а затем начать наступление. Дивизия Суворова должна была нанести удар по лагерю у Тырго-Кукули, а корпус австрийцев — по главному лагерю у Крынгу-Мейлора. Дивизия Суворова должна была присоединиться к австрийцам после поражения турок у Тырго-Кукули и дальше уже действовать сообща. Суворов писал: «Начинать малым лагерем, потом на большой… Построясь орденом баталии, вмиг перешед Рымну, идти храбро, атаковать при Тырго-Кукули, или всех встречающихся варваров лагери. Один за другим… Поспешность, терпение, строй, храбрость, сильная дальняя погоня».
В ночь на 11 сентября войска союзников, переправившиеся через реку Милков, начали наступление.
Обе колонны подошли к реке Рымна у деревни Черешти и сосредоточились на месте переправы у леса Богач. Переправу через Рымну начали в тот же день, 11 сентября. Войска Суворова «крутизну берегов Рымны исправили поспешно шанцовым инструментом; шли вброд на две части: пехота вправо, кавалерия влево. Кончили переправу на рассвете». Затем перешли реку войска принца Кобургского. Связь между русскими и австрийскими войсками поддерживала конница Карачая. Пока австрийские войска продвигались к турецкому лагерю у леса Крынгу-Мейлор, Суворов, построив пехоту в две линии батальонных каре с кавалерией позади, тоже построенной в две линии, направился к турецкому лагерю у Тырго-Кукули.
Русские войска начали наступление около 6 часов утра. Пройдя кукурузное поле, они вышли к глубокому оврагу, находившемуся в полутора километрах от лагеря турок.
Войска Суворова подошли к деревне Бокза, подавили огонь артиллерии и овладели окопами турок. Они оказались на одной линии с австрийцами, отбивавшими яростные атаки турецкой кавалерии. Теперь Суворову необходимо было совершить маневр — соединиться с австрийскими войсками и совместными усилиями опрокинуть турецкие войска. Проведя «марш параллельной вдоль черты принца Кобурга», русские войска вышли к лесу Крынгу-Мейлор и соединились с австрийцами.
Перед атакой турецкого лагеря, где находилось до 15 тысяч янычар, войска союзников перестроились. Кавалерия вошла в интервалы между каре, а артиллерия начала сильный огонь по турецким орудиям. Суворов решил силами конницы произвести атаку недостроенного турецкого ретраншемента. Когда «сия пространная страшная линия, мещущая непрерывно с ее крыл из кареев крестные смертоносные перуны, приближившись к их пунктам сажен до 400, пустилась быстро в атаку», из интервалов вырвалась вперед конница, преодолев окопы, стала рубить турецкую пехоту. Вслед за ней ворвалась пехота союзников и штыковой атакой опрокинула турок. Поражение войск противника было довершено действиями егерей, которые стали прочесывать Крынгу-Мейлорский лес. Турки в беспорядке бежали к переправе у Мартинешта.
Визирь пытался организовать оборону этой переправы, но не смог остановить бегущие, охваченные паникой войска. Бегущие турки загромоздили мост, конница пустилась вплавь. Переправа затруднялась тем, что после прошедших ливней в Рымнике сильно поднялся уровень воды. «Великий визирь с передовыми переехал мост на правый берег и его поднял. Турецкая конница от трепета бросилась вплавь и тысячами тонула. Оставшая на левом берегу конница и пехота рассеялись во все стороны без остатуку», — писал Суворов. Турки бросили лагерь визиря у деревни Одоя и бежали к Браилову и Рущуку. У реки Бузео их догнала русская конница и нанесла новое поражение. Турки потеряли 5 тысяч убитыми на поле боя и 2 тысячи во время преследования. Около 3 тысяч турок утонуло при переправе через реки Рымник и Бузео. У Браилова и Мачина оказалось только 15 тысяч турок, которых направили в Шумлу. Остальные войска рассеялись. Победителями были захвачены трофеи: 100 знамен, 80 орудий с ящиками и аммуничными фурами, а также много разного военного имущества. Русские потеряли 46 человек убитыми и 133 ранеными. Австрийцы потеряли несколько больше.
Последствия рымнинской победы не замедлили сказаться на последующем ходе кампании. Армия Потемкина подошла к Бендерам, но теперь, в отличие от кампании 1770 г., крепость капитулировала еще до начала осадных работ. Русским сдалось в плен 16 тысяч турок при 300 орудиях.
14 сентября без боя была взята небольшая турецкая крепость Аджибей, на месте которой через несколько лет будет основана Одесса. 30 сентября 1789 г. авангард армии Потемкина под командованием полковника Пистова взял без боя крепость Аккерман. В крепости на валах стояло 52 пушки, и еще 37 пушек было захвачено на малых судах, находившихся у крепости. По условиям капитуляции, турецкий гарнизон был выпущен в Измаил. Кроме того, армия Потемкина заняла Кишинев, Каушаны и Паланку.