Чтобы сделать нападение внезапным и уменьшить потери от огня османских орудий, Суворов задумал начать штурм ночью. Однако темнота была по большому счету нужна лишь для первого удара, для захвата вала, а после этого сражаться в темноте крайне не выгодно, ибо управление отрядами сильно затрудняется, объединить действия отдельных колонн практически невозможно. Поэтому Суворов задумал окончить бой днем. Начать штурм ранним утром представлялось необходимым и важным еще и потому, что опытный полководец предвидел силу сопротивления, которое окажут турки. Такое сопротивление запросто не сломить, понадобится много времени. Следовательно, нужно было иметь в распоряжении как можно больше светлых дневных часов, а зимой день очень короток.
Начать штурм предполагалось примерно за два часа до рассвета по сигналу, поданному третьей ракетой. Так как пущенная ракета могла привлечь к себе внимание и тем самым свести на нет всю внезапность штурма, было приказано «ракетами приучать бусурман, пуская оные в каждую ночь во всех частях перед рассветом».
Войскам даны были наставления, чтобы стрелки, шедшие в голове колонн, рассыпались вдоль контрэскарпа и стреляли в обороняющегося, пока штурмующие колонны будут преодолевать ров и влезать на вал. Также было указано, где следует нести штурмовые лестницы. 10 декабря с самого раннего утра началась артподготовка, продолжавшаяся весь день и окончившаяся за два с половиной часа до штурма. Неприятель поначалу интенсивно отвечал, но вскоре пальба стала ослабевать, а потом и вовсе прекратилась. Однако одна из неприятельских бомб поразила бригантину «Константин», и судно взорвалось.
В три часа пополуночи 11 декабря взвилась первая сигнальная ракета, по которой войска, перестроившись в колонны, устремились к обозначенным заранее позициям. В половине шестого колонны двинулись на приступ.
Первой к крепости подошла колонна генерал-майора Бориса Петровича Ласси. В шесть часов утра егеря Ласси, обстреливаемые со всех сторон оборонявшимися турками, одолели вал, и наверху завязался жестокий бой. Апшеронские стрелки и фанагорийские гренадеры 1-й колонны генерал-майора Львова опрокинули неприятеля и, овладев первыми батареями и хотинской крепостью, соединились со 2-й колонной. Хотинские ворота были открыты для кавалерии. Одновременно на противоположном конце крепости 6-я колонна генерал-майора Голенищева-Кутузова овладела бастионом у Килийских ворот и захватила вал вплоть до соседних бастионов.
Сложнее всего пришлось третьей колонне генерал-майора Федора Ивановича Мекноба, штурмовавшей большой северный бастион, соседний с ним к востоку, и куртину между ними. В этом месте глубина рва и высота вала были так велики, что лестницы длиной около двенадцати метров оказались коротки, и пришлось под огнем связывать их по две вместе. Однако главный бастион был взят. Четвертая и пятая колонны также выполнили поставленные перед ними задачи, одолев вал на своих участках.