Однако переправившийся отряд был встречен сильным огнем возвратившегося турецкого отряда и был вынужден отступить к реке под прикрытие огня артиллерии с левого берега.
Артиллерийская поддержка обеспечила закрепление отряда на правом берегу и в значительной мере способствовала устройству моста через реку, и к рассвету 21 июля русские были уже на правом берегу Путны. Вскоре за ними переправились и австрийские войска.
Построившись в боевой порядок, войска двинулись к Фокшанам, к основному хорошо укрепленному турецкому лагерю, в котором укрепилось на позициях 30-тысячное турецкое войско. Наступление началось в 4 часа утра.
Пройдя 4 км, войска встретили сильное сопротивление многочисленных отрядов и стали нести потери. В этих условиях Суворов решил отвести конницу назад и выдвинуть вперед артиллерию, огнем которой расчистить путь пехоте и коннице. Сильным и непрерывным артиллерийским огнем уничтожались первые ряды турецких всадников. В журнале боевых действий говорилось: «Легкие войска очистили поле, артиллерия наша действовала нечто сильнее, соблюдая огонь с обоих наших боков». Понеся большие потери, противник отступил. Артиллерийский огонь в этом случае сыграл решающую роль. Документом подтверждается, что «увеличившейся неприятель в 7 часов утра от переправы в 4 верстах на флангах обеих корпусов отражен был действием артиллерии и ретировался к Фокшанам».
Войска обошли встретившийся на пути лес и продолжали наступление в безупречном порядке «подобно исправной экзерциции». Превосходно действовали артиллеристы. Ввиду того, что пушки продвигались по пересеченной местности и без дорог артиллеристам часто приходилось тащить их на руках, не отставая от наступающей пехоты. В двух километрах от Фокшан войска были встречены артиллерийским огнем противника. Вновь конница отошла назад, освободив место для пехоты и артиллерии.
Сначала артиллерия отвечала на огонь противника довольно вяло, и только тогда, когда в ходе продвижения огневые позиции оказались на дальности действительного огня (до 1 версты) артиллерия усилила огонь, поражая в первую очередь артиллерию противника.
Подготавливая атаку, артиллерия по приказанию Суворова дала залп из всех орудий, а пехота устремилась вперед, чтобы быстрее пройти подогнем противника и ударить в штыки. Русские, а вслед за ними и австрийские войска ворвались в укрепления противника, нанесли ему большие потери и обратили в бегство.
Сотни три турок бросились в укрепленный монастырь Святого Самуила и закрепились там. Тогда к воротам и стенам монастыря подполковник Воейков подогнал пушки и открыл огонь по воротам и крепостной стене. Примеру Воейкова последовали австрийцы. Огонь артиллерии был очень эффективен. «От артиллерии нашей и римско-имперской произведены сильные удары на неприятельские стены и бойницы, в которых турки оборонялись ружейным огнем. Скоро артиллериею были отбиты заваленные ворота и калитка», — говорится в журнале боевых действий. Атакующие ворвались в монастырь и довершили разгром. Отступавшие турецкие войска преследовались конницей.
В ходе девятичасового сражения союзники продвинулись на расстояние до 15 верст. Потери турок составили более 1500 человек. Было захвачено 12 пушек (по другим источникам — 10). Русские потеряли убитыми 15 человек, ранеными 69, в числе которых был начальник артиллерии подполковник Воейков. Потери австрийцев убитыми и ранеными составили 200 человек.
После сражения Суворов с дивизией возвратился в Бырлад. На ходу Суворов написал письмо князю Репнину, где постарался убедить его воспользоваться плодами фокшанской победы и двинуться против армии великого визиря, стоявшей на Нижнем Дунае между Исакчи и Измаилом.
Князь терпеть не мог Суворова и за глаза называл его «натуралистом» и баловнем счастья. Узнав о фокшанской виктории, он поторопился послать поздравление принцу Кобургскому, всецело приписывая ему честь победы, чем вызвал справедливое неудовольствие Потемкина. «Разве так было? — корил Репнина светлейший. — А иначе не нужно их так подымать, и без того они довольно горды».
За фокшанскую победу Суворов был награжден бриллиантовым крестом и звездой к ордену Андрея Первозванного, который получил за Кинбурн. А император Иосиф прислал ему богатую табакерку, украшенную алмазами. Принцу Кобургскому австрийский император пожаловал орден Марии-Терезии. Но результат победоносного боя оказался незначительным. Успех не был развит, и турки скоро оправились от поражения.
Потемкин продолжал медленно двигаться со своим войском от Ольвиополя к Днестру Он получил ложные сведения, что великий визирь идет на Молдавию, и повелел Репнину начать наступательные действия.
20 августа 30-тысячный корпус Репнина нанес поражение на реке Сальче отряду сераскира Гассана-паши, который ушел в Измаил. Ранним утром 22 августа Репнин подошел к Измаилу. Внезапно из крепости вылетела турецкая конница, однако казацкая лава опрокинула турок и загнала обратно.