Принимал участие в русско-турецкой войне 1877—1878 гг. и после падения Плевны, во главе Московского драгунского, Санкт-Петербургского уланского и Донского казачьего № 1 полков и 1-й конно-артиллерийской батареи, перешёл Балканы по Иметлийскому перевалу. Присоединившись к колонне Скобелева, Дохтуров принял участие в сражении под Шейновым, а затем в занятии Ески-Загры и наступлении на Тырново.