При избухването на Руско-турската война през лятото на 1877 година Осман паша е началник на Западната османска армия, която е прехвърлена от Видин към Никопол, за да спре преминаването на Дунав от руските войски. Изпреварен от руснаците, които пленяват никополския гарнизон, той решава да се укрепи в Плевен. Там войските му отблъскват три руски атаки и издържат близо 5-месечна обсада. За отразяването на втората руска атака (от 20 юли) Осман паша получава почетното звание "Гаази" (победител), но не и подкрепления. През следващите месеци войските му са напълно блокирани и изтощени от глад. На 28 ноември, при опит да пробие обкръжението при моста на река Вит, Осман паша е ранен и капитулира заедно с армията си. Предава сабята си на руския генерал Иван Ганецки, но по-късно я получава обратно в знак на уважение от император Александър II.