Дело в том, что этот город имел стратегическое значение как узел дорог, ведущих к Софии, Ловче, Тырново, Шипкинскому перевалу и т.д. Кроме того, 5 июля передовые разъезды 9-й кавалерийской дивизии донесли о движении по направлению к Плевне больших сил неприятеля. Это были войска Османа-паши, срочно переброшенные из Западной Болгарии. Первоначально Осман-паша имел 17 тысяч человек при 30 полевых орудиях.
Начальник штаба Действующей армии генерал Непокойчицкий еще 4 июля послал Криденеру телеграмму: «…двинуть тотчас для занятия Плевны казачью бригаду, два полка пехоты с артиллериею». 5 июля генерал Криденер получил телеграмму от главнокомандующего, в которой тот требовал немедленно занять Плевну и «прикрыться в Плевно от возможного наступления войск из Видина». Наконец, 6 июля Непокойчицкий послал еще одну телеграмму, в которой говорилось: «Если не можете выступить тотчас в Плевно со всеми войсками, то пошлите туда немедленно казачью бригаду Тутолмина и часть пехоты».
Войска Османа-паши, совершая ежедневно 33-километровые переходы, за 6 суток преодолели 200-километровый путь и заняли Плевну, тогда как генерал Криденер не сумел преодолеть за то же самое время расстояние в 40 км. Когда выделенные им части подошли наконец к Плевне, их встретил огонь конной турецкой разведки. Войска Османа-паши уже расположились на окружающих Плевну возвышенностях и приступили к оборудованию там позиций. До июля 1877 года город укреплений не имел. Однако с севера, востока и юга Плевну прикрывали господствующие высоты. Удачно использовав их, Осман-паша возвел вокруг Плевны полевые укрепления.
Для овладения Плевной Криденер послал отряд генерал-лейтенанта Шильдер-Шульднера, который лишь вечером 7 июля подошел к укреплениям турок. Отряд насчитывал 8600 человек при 46 полевых орудиях. На следующий день, 8 июля Шильдер-Шульднер атаковал турок, но успеха не добился. В этом бою, получившем название «Первая Плевна», русские потеряли убитыми и ранеными 75 офицеров и 2326 нижних чинов. По русским данным потери турок составили менее двух тысяч человек.
Наличие турецких войск на удалении всего лишь двух дневных переходов от единственной переправы через Дунай возле Систово весьма обеспокоило великого князя Николая Николаевича. Турки могли угрожать из Плевны всей русской армии и особенно войскам, выдвинутым за Балканы, не говоря уже о штаб-квартире. Поэтому командующий потребовал разгромить войска Османа-паши (силы которого значительно преувеличивались) и овладеть Плевной.
К середине июля русское командование сосредоточило под Плевной 26 тысяч человек при 184 полевых пушках.
При этом следует отметить, что русские генералы не догадались окружить Плевну. К Осману-паше свободно подходили подкрепления, подвозились боеприпасы и продовольствие. К началу второго штурма его силы в Плевне увеличились до 22 тысяч человек с 58 орудиями. Как видим, русские войска не имели перевеса в численности, а почти тройной перевес в артиллерии не играл решающей роли, так как тогдашняя полевая артиллерия была бессильна против грамотно сделанных земляных укреплений даже полевого типа. Кроме того, артиллерийские начальники под Плевной не рисковали посылать пушки в первые ряды атакующих и в упор расстреливать защитников редутов, как это было под Карсом.
Тем не менее, 18 июля Криденер начал второй штурм Плевны. Штурм кончился катастрофой - были убиты и ранены 168 офицеров и 7167 нижних чинов, в то время как потери турок не превосходили 1200 человек. В ходе штурма Криденер отдавал бестолковые приказы, артиллерия в целом действовала вяло и за весь бой израсходовала только 4073 снаряда.
После «Второй Плевны» в русском тылу началась паника. В Систово приняли приближающуюся казачью часть за турок и уже собрались им сдаваться. Великий князь Николай Николаевич обратился к румынскому королю Карлу со слезной просьбой о помощи. Кстати, румыны и сами предлагали до этого свои войска, но канцлер Горчаков категорически не соглашался на переход румынами Дуная по каким-то ему одному известным политическим соображениям. Турецкие генералы имели возможность разгромить русскую армию и вышвырнуть ее остатки за Дунай. Но они тоже не любили рисковать, и тоже интриговали друг против друга. Поэтому несмотря на отсутствие сплошной линии фронта в течение нескольких недель на театре шла лишь позиционная война.
19 июля 1877 г. царь Александр II, глубоко удрученный «Второй Плевной», повелел мобилизовать Гвардейский и Гренадерский корпуса, 24-ю, 26-ю пехотные и 1-ю кавалерийскую дивизии, всего 110 тысяч человек при 440 орудиях. Однако они не могли прибыть ранее сентября - октября. Кроме того, было приказано двинуть на фронт уже отмобилизованные 2-ю и 3-ю пехотные дивизии, 3-ю стрелковую бригаду, но и эти части не могли прибыть ранее середины августа. До прибытия подкреплений решили повсюду ограничиться обороной.
К 25 августа под Плевной сосредоточились значительные силы русских и румын: 75 500 штыков, 8600 сабель и 424 орудия, в том числе более 20 осадных. Силы турок насчитывали 29 400 штыков, 1500 сабель и 70 полевых орудий. 30 августа состоялся третий штурм Плевны. Дата штурма была приурочена ко дню тезоименитства царя. Наблюдать за штурмом прибыли лично Александр II, румынский король Карл и великий князь Николай Николаевич.
Генералы не позаботились обеспечить массированный артиллерийский огонь, а мортир под Плевной было очень мало, в результате огонь противника подавлен не был, и войска понесли огромные потери. Турки отбили штурм. Русские потеряли убитыми и ранеными двух генералов, 295 офицеров и 12 471 нижних чинов, их союзники румыны потеряли примерно три тысячи человек. Всего около 16 тысяч против трех тысяч турецких потерь.