Als der Russisch-Osmanische Krieg 1768–1774 ausbrach, verließ Repnin mit großem Enthusiasmus Polen, um gegen die Osmanen zu kämpfen. Er bekam das Kommando über mehrere Divisionen, die in Bessarabien und in der Walachei tätig waren und hinderte eine große Osmanische Armee 1770 daran, den Pruth zu überqueren. Er zeichnete sich aus in den Schlachten an der Larga und bei Cahul, nahm Ismajil und Kilija ein.