Bei Beginn des Russisch-Türkischen Krieges (1768–1774) trat Woronzow wieder in den Dienst und zeichnete sich 1770 in den Schlachten an der Larga (Nebenfluss des Pruth im Rajon Cantemir) und bei Cahul aus, so dass er 1774 zum Brigadier (5. Rangstufe) befördert wurde. Zusammen mit P. W. Sawadowski bereitete er den Text des Friedensvertrages vor.