Venäjän–Turkin sodan alkaessa Vereštšagin lähti Pariisista ja palasi armeijan palvelukseen. Hän haavoittui vakavasti Tonavan ylityksen valmisteluissa ja oli Venäjän armeijan mukana Šipkan solan ylityksessä sekä Plevnan piirityksessä, jossa hänen veljensä sai surmansa. Sodan lopussa hän toimi San Stefanossa kenraali Mihail Skobelevin sihteerinä.