Участва в Руско-турската война (1877 – 1878). Назначен е за 1-ви помощник на началника на Полевия щаб генерал-лейтенант Артур Непокойчицки. Педантично участва в планирането на бойните действия и изпълнява предимно оперативни задачи. Участва във Военния съвет на Действуващата руска армия. На 1/13 септември 1877 г. след неуспешната трета атака на Плевен на Военен съвет, проведен на Царския хълм край село Гривица, генерал-майор Казимир Левицки решително отхвърля идеята за оттегляне от града. Заедно с военния министър, генерал-лейтенант Дмитрий Милютин, налагат решението за пълна блокада на Плевен. За участието си в обсадата на Плевен е награден с орден „Свети Георги“ IV ст. Участва в преговорите с представители на Османската империя и наред с генерал-лейтенант Артур Непокойчицки подписва Одринското примирие.