Участва в Руско-турската война (1877-1878). С началото на изострянето на Източния въпрос през 1875 г. му е възложено от император Александър II да разработи стратегически план за война с Турция. Планът е утвърден през 1876 г. и войната се провежда по неговите идеи, като довежда до освобождението на България от османско владичество. В началото е командирован на Кавказкия фронт. Планира атаката на Авлиар-Аладжакската позиция на турската армия, превзета след интензивни боеве през септември – октомври 1877 г.