В конце 1877 года началась оборона Шипкинского перевала. Все русское общество с замиранием сердца следило за подвигами солдат, отражавших на шипкинских высотах яростные атаки армии Сулеймана-паши.
Оборона Шипкинского перевала была поручена Николаю Григорьевичу Столетову В эги дни Александр Григорьевич жил в постоянном волнении, ожидая известий от Николая. Их не было. Друзья сочувствовали Александру Григорьевичу. Старый друг Столетова Сергей Александрович Рачинский, живший в Татеве, писал Столетову:
«Могу себе представить, милый друг Столетов, каково тебе было дожидаться развязки Шипкинской драмы: мы все провели эту неделю в лихорадке, да и до сих пор только и живем ожиданием вестей; вчера мы были обрадованы взятием Ловчи».
В это время Столетов был занят своими знаменитыми опытами по определению скорости электромагнитных процессов. Но опыты не клеились, мысли уносились туда, где сражается любимый брат. Жив ли он? Не ранен ли?
Нет, он не был ранен.
Под его руководством ополченцы стойко защищали позиции Шипкинского перевала. Ни жестокий мороз, ни непрекращающийся ожесточенный огонь врага не заставили русских воинов отступить. Они отбили все атаки турок и спасли армию от окружения. Ополчение создало себе громкую славу. Генерал Е. К. Андреевский, друг Дмитрия Григорьевича Столетова, младшего из братьев, писал в своих воспоминаниях: «Ни одной пяди земли не уступил расстреливавшийся со всех сторон Столетов. Эти храбрецы держали в своих руках участь всей армии и судьбу России, обнажившей меч в защиту братьев. Стальными оказались эти руки, стальною же оказалась и закаленная твердость молодцов-братушек, изумивших и весь мир, и самого, не менее твердого врага, неустанно лезшего с бешенством на скалы. Измученные и обессиленные неизменной убылью чинов всех рангов, войска Столетова были отведены верст за 30 в город Габров, когда на смену им пришел со своими частями Радецкий».
Болгарский народ сохранил вечную благодарность Н. Г. Столетову. Его воспевал И. Вазов в стихотворении «Ополченцы на Шипке».
В дни войны в журнале «Всемирная иллюстрация» появилось стихотворение одного английского поэта, прославлявшее героев Шипки. Это стихотворение перевел Александр Григорьевич Столетов, вспомнивший свое прежнее увлечение поэзией.
На Шипке, над долиной роз
Спокойно солнце поднялось.
Но вдруг, как гром, средь тучи дыма
Раздался грозный звук войны:
То турки с южной стороны
Стремятся вверх неудержимо.
Все громче их военный крик:
«Алла велик! Алла велик!»
До верху склон горы крутой
Облит штурмующих волной.