В ночь на 27 июня русские войска под командованием генерала Драгомирова форсировали Дунай в районе Зимницы, и 7 июля Передовой отряд генерала Гурко занял древнюю столицу Болгарии Тырново, после чего двинулся на Казанлык. В сильную жару и по горным тропинкам Передовой отряд за 6 дней сумел пройди 120 верст. Известие о переходе Гурко за Балканы так сильно подействовало на турок, что занимавший Шипку отряд без боя покинул свою прекрасную позицию, бросил на перевале всю свою артиллерию и отступил к Филиппополю. В результате 7 июля Шипка оказалась в руках русско-болгарской армии, и кратчайший путь на Константинополь был открыт.
Однако турецкое командование понимая стратегическое значение перевала, срочно перебросило из Черногории армию Cyлейман-паши и решило провести контрнаступление с целью вытеснения русских войск за Дунай. Первой задачей Сулейман-паши было овладение Шипкинским перевалом, при этом силы турок, брошенных на Шипку - 27 тысяч человек и 46 орудий, многократно превосходили силы его защитников - 4,8 тысяч человек и 27 орудий.
В исключительно тяжёлых условиях русско-болгарские войска, героически обороняясь, удерживая свои позиции вплоть до подхода 24 августа подкрепления во главе с генералом Драгомировым, после чего русские стремительно контратаковали и отбросили противника, вплотную подошедшего к перевалу. Героическая оборона Шипки существенно нарушила планы турецкого командования и не допустила потери важного стратегического рубежа, который русские удерживали вплоть до перехода своих основных сил в наступление в январе 1878 года.
С другой стороны, Западному отряду русской армии под командованием генерала Криденера было приказано взять крепость Никополь, после чего продолжить наступление на Плевну. 16 июля Никополь был взят, но сходу занять Плевну русским войскам не удалось, поскольку Осман-паша сумел перебросить туда свой отборный корпус и организовать оборону города, создав при этом серьезную угрозу правому флангу и коммуникациям русской армии.
В кровопролитных боях за Плевну русские трижды предпринимали штурм города, но взять его им удалось только 10 декабря после длительной и упорной осады, в результате которой армия Османа-паши была вынуждена капитулировать. Фактически под Плевной был решен исход войны. Еще до капитуляции Османа-паши английский премьер Дизраэли писал английской королеве:
«Падение Плевена, который пока еще не пал, будет большим несчастьем для Британской империи».
В начале 1878 года русская армия освободила много селений в долинах рек Марица, Стряма, Тунджа, Чая и глубоко проникла в район Родопских гор. Ее передовые части достигли берегов Черного моря и гор Странджи. Была освобождена большая часть Северо-Восточной Болгарии и вся Добруджа. Ко дню заключения перемирия 31 января был освобожден город Кюстендил, а затем и ряд населенных пунктов в долине реки Струмы.