Участва с полка в Руско-турската война (1877 – 1878). Бие се храбро при обсадата на Плевен. На 18/30 юли 1877 г. по време на Втората атака на Плевен, 118-и пехотен Шуйски полк е оставен в общия резерв на 125-и Курски и 126-и Рилски пехотни полкове от бригадата с командир генерал-майор Андрей Горшков. Полкът се включва в боя – около 5 часа след обяд. Атакувани са „Араб табия“, „Атуф паша табия“ и „Ибрахим бей табия“. В този момент полковник Фридрих Каулбарс, яхнал своя кон, се намира на крайния десен фланг на лявата руска колона и пред 2-ра стрелкова рота. Заедно с 6-а рота, 7-а рота и 3-ти батальон, следвани от остатъците на 125-и Курски и 126-и Рилски пехотни полкове са вляво от укрепление № 11 „Атуф паша табия“ и атакуват укрепления №9 „Баш табия“ и №10 „Араб табия“. В 6 часа вечерта с дружни усилия изтласкват турците от окопите пред главната квартира на Осман паша, а укрепление №10 е превзето. Полковник Фридрих Каулбарс е ранен в крака, но не напуска боя и не позволява на войниците си да го изнесат в превързочния пункт. Продължава да командва своите войници, докато не получава нова рана в лявата ръка. Трети път е ранен отново в лявата ръка при което пада от коня. Конят е убит по време на опит да се качи на него. Войниците се спускат към него, качват го на носилка и го изнасят назад. Докато е на носилката, изсвистява снаряд и се пръсва на осколки. Осколките раняват полковник Фридрих Каулбарс тежко в стомаха и гърдите. В последните минути на своя живот се обръща към своя адютант с думите: "„Е, юноша, прощавайте! Обърнете лицето ми към неприятеля! Дайте ми в ръката вашият револвер! Благодаря! ...сега не ще отдам живота си даром. Вървете в боя!“"