Руската дипломация провежда сложни преговори с останалите Велики сили, особено с Германия и Австро-Унгария. Осигурен е неутралитетът на Великите сили, с цената на редица компромиси относно бъдещото устройство на Югоизточна Европа. На 24 април 1877 г. Русия обявява война на Османската империя и веднага започна настъпление на Кавказкия фронт. На 27 юни, с десант при Свищов, започват сухопътните операции в днешните български земи.
Българският народ оказва по много начини огромна помощ за крайната победа. Българското опълчение, създадено от руското командване, участва в най-важното и съдбоносно сражение – героичната защита на прохода Шипка (наричан български Термопили) в Стара Планина през август 1877. Атаката на Сюлейман паша срещу този проход е била с ключово значение в започналата османска контраофанзива с цел отхвърляне на руската армия отвъд река Дунав и спечелване на войната. Но в тази битка руси и българи печелят историческа победа.
Към края на 1877 г., след друга историческа победа – при Плевен, руското върховно командване решава, че от политическа гледна точка е важно войната да приключи не по-късно от зимата на 1878. С тази цел е планирано общо настъпление към Южна България през Стара Планина, заледена и непристъпна през зимата. Дори германските генерали считали подобна офанзива за невъзможна. Но тя успява с помощта на десетки хиляди българи, които помагат на руската армия в нечовешки трудния преход. Решаващите сражения на юг от Балкана (при София, Шипка-Шейново и Пловдив) водят до пълна военна победа и до мирния договор на 3 март, който обаче е само предварителен.
Окончателните решения са взети на Берлинския конгрес на Великите сили през юни-юли 1878г. Резултатите от тази международна среща отразяват донякъде компромисите, постигнати още преди войната. Реална независимост получава Княжество България (днешна северна България и областта на София), което все пак формално остава васално на султана. Южна България с център Пловдив става автономна област в Османската империя. Безусловно под властта на султана остават други днешни български земи: Пиринска Македония, Родопите, Странджа, както и населените тогава предимно с българи Вардарска Македония и Беломорска Тракия.