19 temmuz'da plevne'ye ulaşan general yuri şilder-şuldner kumandasındaki rus birlikleri plevne'yi bombalamaya başladı. ertesi gün taarruza geçen rus askerleri bazı osmanlı siperlerini ele geçirdi ancak osman paşa'nın gönderdiği takviye kuvvetleri rusları ele geçirdikleri siperlerden geri püskürtmeyi başardı. 2.800 rus askeri ölürken, 2.000 osmanlı askeri de öldü.
Bu taarruzdan sonra her iki taraf da kuvvetlerini takviye ettiler. osmanlıların sayısı 20.000'e ulaştı. 30 temmuz'da ruslar tekrar taarruza geçtiler. general şakovski komutasındaki atlı birlikler doğudan, general mihail skobelev komutasındaki piyade birlikler ise kuzeyden saldırıya geçti. ancak osmanlılar bütün bu saldırıları geri püskürtmeyi başardılar. ruslar 7.300 asker, osmanlılar ise 2.000 asker kaybetmişti.
bu başarıdan sonra osman paşa bir taarruza geçerek kuşatma yapan rus birliklerini yok etme imkânını kullanmadı. sadece 31 ağustos 1877 tarihinde 1.300 rus askerinin hayatına malolan, osmanlıların ise 1.000 asker kaybettiği küçük bir atlı taarruz yapmakla yetindi. bu esnada ruslar askerlerini takviye etmeye devam ettiler. grandük nikolay nikolayeviç bizzat kumandaya geçtiği rus ordusunun sayısı 100.000 askere ulaşmıştı. osman paşa'nın kaybedilen lofça kalesinden katılan osmanlı askerleriyle takviye ettiği savunma birliklerinin sayısı ancak 30.000'i zor buluyordu. osman paşa savunmanın geri kalan süresinde önemli bir asker takviyesi alamadı, plevne'yi savunmaya devam etti. 11 eylül'de kuşatan birlikler kapsamlı bir taarruza geçtiler. rus birlikleri plevne'nin güneyindeki mevzileri ele geçirirken romen askerler grivitza mevzilerini ele geçirdiler. ertesi gün osmanlılar rusların ele geçirdiği mevzileri tekrar geri almayı başardılar ama romanyalılara karşı aynı başarıyı gösteremediler. bu tarihe kadar ruslar 20.000 asker kaybetmişti. osmanlıların kayıpları ise 5.000 civarındaydı.
Ruslar verdikleri bu yüksek kayıplardan sonra ön cepheden yaptıkları taarruzlara son verdiler. plevne'nin bu kadar uzun süre dayanmasından sabırsızlık duyan rus ordusunun genel komutanı eduard i̇vanoviç todleben bizzat birliklerin başına geçti. daha önce kırım savaşı'nda kuşatma tarzı savaş konusunda büyük bir tecrübesi kazanmış olan todleben 24 ekim'de plevne'yi çember altına almaya karar verdi. yiyecek ve mühimmatların tükenmek üzere olduğunu gören osman paşa ordusuyla birlikte 9 aralık'ta kuşatmayı yararak plevne'den çıktı. rusların 5:1 asker avantajına sahip olduğu bir çatışma sonucu osmanlılar tekrar plevne'ye geri çekilmek zorunda kaldılar. bu çatışmada ruslar 2.000 asker, osmanlılar ise 5.000 asker kaybetmişti. durumun çaresizliğini gören osman paşa ertesi gün (10 aralık 1877) 45.000'i aşkın askeriyle birlikte teslim oldu.
