После трёх неудачных штурмов Плевны, началась её осада. Под Плевну государь вызвал инженер-генерала Тотлебена Э.И., 15 (27) сентября он прибыл в ар­мию. «Четвёртого штурма Плевны не будет», — заявил Эдуард Иванович. Тотлебен был признанным авторитетом ведения крепостной войны, он и должен был разработать план осады Плевны.

Русским солдатам было приказано энергично окапываться. Для полного окружения Плевны необходимо было захватить укреплённые пункты Горный Дубняк, Дольный Дубняк и Телиш; блокиро­вать дорогу София – Плевна, чтобы плотно запереть Осман-пашу в городе.

Тотлебен Э.И. приказал генералу Гурко И.В. овладеть Софийским шоссе и занять все пространство на левом берегу реки Вид. Генералу Зотову в тот же день предписал занять Ловчинское шоссе, укрепиться южнее Брестовца на Рыжей горе, другим же подразделениям устроить демонстрацию по на­правлению к Плевне. Да и всем другим войскам Запад­ного отряда в этот день приказано было произвести де­монстрацию. Тотлебен и его штаб работали без устали, рассылая предписания войскам и разработанные диспо­зиции каждой части в отдельности.

Атака войсками генерала Гурко Горного Дубняка проведена была успешно, но стоила четырех с половиной тысяч вы­веденных из строя русских солдат и офицеров. Безусловно, слишком дорогая цена… Тотлебен да и многие военачальники сно­ва заговорили о необходимости более продуманных дей­ствий армии, о необходимости тщательной артиллерийской подготовки атаки, о рекогносцировке, наконец, как обяза­тельной предпосылке атаки. Предстояло брать еще два населенных пункта, стоявшие на Софийском шоссе.

Гурко И.В. разработал диспозицию по овладению Телишем пре­имущественно артиллерийским огнем. Тотлебен на это донесение дал следующее предписание отряду Гурко: «Вполне разделяю соображения вашего превосходитель­ства, изложенные в рапорте 13 октября № 28, относитель­но необходимости овладения Телишем и при этом пре­имущественно артиллерийской атакой, избегая по воз­можности штурма…» Кроме того, Тотлебен распорядился и о действиях других подразделений вверенных ему, чтобы упрочить связь между всеми частями. Осо­бое значение Тотлебен придавал действиям 16-й дивизии Скобелева М.Д. как наиболее надежной во всех отношениях.

Печальный опыт взятия Горного Дубняка обошелся слишком дорого, чтобы еще повторять его: двадцать пять тысяч отборных войск при самой геройской храбрости, при умелом руководстве талантливого генерала Гурко едва в со­стоянии были овладеть двумя слабыми турецкими реду­тами, которые защищали малочисленные отряды турок. Зачем же прибегать к такому способу взятия крепостей, когда есть превосходный способ — заморить голодом и вынудить к сдаче.

Начальник штаба отряда Гурко генерал Нагловский накануне атаки Телиша сообщал в донесении командованию, что при захвате Телиша предполагается выпустить по 100 снарядов на орудие, всего же 7200 снарядов. Подойдя к позиции, пехота и батареи должны окопаться. Александр II, главнокомандующий, многочисленная свита обозревали Плевну и турецкую позицию из люнета Калужского полка.

Началась артиллерийская атака Телиша, батареи давали залп за залпом, но турки на них почти не отвечали, скрываясь от огня в блиндажах. Но сосредоточенные залпы нескольких батарей, на­правляемые то на один, то на другой турецкие редуты, производили сильное нравственное впечатление на неприятеля, да и потери были чувствительными, порядка 50-60 человек в день.

В 12 часов в соответствии с диспозицией, разработан­ной Тотлебеном и Гурко, Скобелев произвел демонстра­цию по Зеленой горе в сторону Кришинских высот. Но вскоре он отступил, и на всех линиях наступила тишина, лишь со стороны Телиша глухо доносилась канонада, продолжавшаяся уже два часа.

В четыре часа 16 октября Тотлебен получил донесение, что Телиш взят, гарнизон полностью капитулировал вместе с Измаил-Хаки-пашой и 100 офицерами. Наши потери оказались самые незна­чительные. Оставалось взять лишь Дольный Дубняк, что­бы завершить полное обложение Плевны. Да и теперь Осман-паша так окружен, что всякая попытка пробиться из Плевны или в Плевну обречена на провал: повсюду его встретят укрепленные позиции с русскими вой­сками. Дорого ему обойдется прорыв, если он на него осмелится.

Две гвардейские дивизии генерала Гурко И.В. выбили турок и из редута Дольный Дубняк, вынудив их отойти к Плевне. После чего Плевна оказалась полностью блокированной.

Так началась планомерная осада Плевны. Осман-паша оказался в окружении. Его армия была оставлена на произвол судьбы военным советом в Константинополе. Ко времени тесной блокады Плевны Осман-паша довел свою армию, благодаря набору в ее ряды жителей, до 50 тыс. чел., при 96 оруд. 31 октября на предложение сдаться Осман отвечал гордым отказом. На предложение мусульманам-жителям остаться в Плевне большинство ответило отказом, и, таким образом, они своим сопровождением турецких войск еще более затруднили их задачу.

К концу ноября 1877 г. осаждённые части оказались в критическом положении: запасы продовольствия были исчерпаны, свирепствовали эпидемии, солдаты дезертировали. К 25 ноября у турок осталось довольствия всего на 6 дней, и поэтому оно было выдано на руки; на мясо начали убивать быков и буйволов из транспортов; отопление землянок было прекращено, а для варки пищи приходилось вырывать корни виноградных лоз; больных и раненых было до 3,6 тыс. чел. Болгары все чаще переходили через линию фронта и добывали важные сведения. 9 декабря 1877 г. один болгарин явился в штаб русской армии и сообщил: «Розданы последние запасы. Турецкое население на телегах покидает город, направляясь к реке Вит».

Осман решил в ночь на 28 ноября (10 декабря) сосредоточить скрытно все войска на небольшой площадке (600-700 шагов шириною) левого берега Вида, впереди моста на Софийском шоссе, пользуясь укрытием находившейся здесь высоты; для ускорения переправы было наведено еще 2 моста на телегах. Благодаря особенному счастью и большому порядку, туркам удалось к 5 час. утра перевести на названную площадку 3 бригады и приступить к переправе обоза, но туман начал рассеиваться, и пришлось начать наступление на русские позиции.

Близ Плевена находилась «подкова» неприятельских оборонительных сооружений. Эта «подкова» имела шесть участков обороны (секторов). Общая протяженность неприятельской позиции достигла 40 километров. Она начиналась севернее сел Опанец, Буковлык и реки Тученица, потом поворачивала на юг по Тученицкой лощине, Учин-Долу, местностям Зелените-Гори и Кышин и завершалась на западе берегом реки Вит.

Позицию на шестом участке осады, по левому берегу реки Вит, занимал гренадерский корпус; первая бригада 5-й пехотной дивизии при двух батареях; 4-я румынская дивизия со всей своей артиллерией; 9-й Казанский драгунский; 9-й Бугский уланский; 9-й Киевский гусарский и 4-й Донской полки, а также 7-я конно-артиллерийская батарея; 2-я Донская батарея и полк румынских кавалеристов.

Рано утром 10 декабря 1877 года на шестом участке осаждавших неожиданно атаковали турки во главе с Османом-пашой. Русские сторожевые посты отступили. Высоко в небо взвилась сигнальная ракета, и на всем протяжении русских тыловых позиций забили тревогу барабаны. Через полчаса турки появились перед русскими траншеями. С возгласами «аллах» они бросились в атаку. Их встретили гренадеры Сибирского полка. Завязалась жестокая рукопашная схватка. Русские солдаты не отступили. Овладев траншеями первой линии, турки кинулись к батарее 3-й гренадерской артиллерийской бригады.

В 7 часов утра Осман двинул в решительную атаку 3 бригады, обрушившиеся на фронт Сибирского полка и наши батареи №№ 1-3. Несмотря на сильный огонь артиллерии и гренадер, турки в бешеном порыве захватили всю первую линию наших укреплений и овладели нашими 8 орудиями. Остатки сибирцев отступили к флангам второй линии, и турки распространились во внутренности между двумя линиями русских укреплений. Прибывший бегом Малороссийский гренад. полк был также расстрелян и опрокинут резервами Османа, и в 9 час. утра турки взяли вторую линию укреплений, действуя 24 батальонами против наших 6.

Между тем к месту боя прибыл ген. Ганецкий и начали подходить резервы: слева от Горного Метрополя бригада ген. Квитницкого — Фанагорийский и Астраханский грен, полки, а также Вологодский полк, справа — грен. полки Самогитский и Московский. Турецкие части стремились прорваться на север, к Дунаю. 9-я кавалерийская дивизия приготовилась к бою на случай, если неприятелю удастся прорваться. На левом фланге турецкие стрелки были встречены Архангелогородским и Вологодским полками. Турки вновь сосредоточились в центре русской обороны. Именно туда и были направлены русские резервы.

Русская и румынская артиллерия провели мощную артподготовку. Затем в решительную атаку перешла пехота. В этот момент Осман-паша был ранен. Прошел слух, будто он убит. Ряды неприятеля дрогнули. Под звуки барабана гренадеры перешли в общее наступление. В рукопашной схватке, рядовой Егор Жданов повалил на землю турецкого знаменосца, отняв у него полковое знамя.

Наступление турок было остановлено, а затем наши полки с трех сторон стремительно атаковали уже расстроенные турецкие батальоны, и к полудню обе линии укреплений перешли в наши руки, причем, кроме возвращения своих 8, мы отбили еще 10 турецких орудий. Турки откатились обратно, к реке Вит. На мосту возник затор, в воду падали повозки и люди… Через некоторое время неприятель поднял белый флаг. Исполняющий обязанности начальника штаба турецкой армии в Плевне Тефик-паша начал переговоры,  заявив, что Осман-паша ранен, и придти не может.

В 2 часа дня Осман прислал парламентера с предложением сдаться, но ген. Ганецкий послал г.-м. Струкова с требованием, чтобы он явился лично. Получив сообщение, что Осман не может прибыть из-за раны, Ганецкий прекратил бой. Сдалось 10 пашей, 128 штаб-офицеров, 2 тыс. об.-офиц., 40 тыс. чел. пех. и артил. и 1,2 тыс. кавалер. — всего 43 338 чел., из них здоровых — 33 738 чел.; турки понесли потерь в бою 10 декабря ок. 6 тыс. чел., а мы — 1 генерала, 57 офиц. и 1639 ниж. чин. Победители захватили богатые трофеи: артиллерию, боеприпасы, обозы. Так бесславно для османской армии завершился последний бой под Плевной, которому было суждено стать городом русской боевой славы.

Наконец, с плевенским вопросом было покончено. «Радость царила в рядах нашей армии в этот первый вечер, после взятия Плевена, — писал один из современников. — Песни и музыка, сопровождаемые громким «Ура!», слышались повсюду. Это был праздник праздников. Всем хотелось скорее поделиться своей радостью со всей Россией, телеграф работал всю ночь, на всех позициях театра военных действий.

Падение Плевны имело особенное, громадное значение. Успех, одержанный Плевненской армией, поднял нравственный дух всей нашей армии, изнывавшей в продолжительном выжидании и сидении на оборонительных позициях. С этой минуты никто уже не сомневался в скором и успешном окончании войны, хотя все и сознавали, что после падения Плевны русской армии предстояло еще много тяжелой боевой работы, серьезных военных операций, которые к тому же предстояло вести в самое неблагоприятное время года — зимой, когда движение войск и всяких войсковых тяжестей должно было встретить часто почти непреодолимые затруднения. Однако все почувствовали и сознали, что совершилось нечто важнейшее, что произошел окончательный перелом кампании в нашу пользу. Армия воспрянула духом. В нее вдохнули как бы новую жизнь, и она стала мгновенно готова преодолеть одним порывом вперед все преграды и побороть все препятствия.