Разрешение черноморской проблемы вызвало конфликт России и Турции. Это привело к двум войнам: войне 1768–1774 гг. и войне 1787–1791 гг.
Русско-турецкая война 1768–1774 гг. возникла в связи с агрессивными действиями Османской империи против России и её выступлением против усиления русского влияния в Польше. Поводом к войне стало отклонение Россией турецкого ультиматума о выводе русских войск из Польши, после чего Турция, поддерживаемая Францией и Австрией, 25 сентября (6 октября) объявила войну России.
Против турок выступили русская 1-я армия (80–90 тыс. человек; генерал-аншеф A.M. Голицын, с сентября 1769 г. генерал-аншеф, с июля 1770 г. генерал-фельдмаршал П.А. Румянцев), наносившая главный удар на Хотин, и 2-я армия (около 35 тыс. человек; Румянцев, с сентября 1769 г. генерал-аншеф П.И. Панин, с 1770 г. генерал-аншеф В.М. Долгоруков), действовавшая между Днепром и Доном. Войска крымских татар (70–80 тыс. человек) в декабре 1768 г. вторглись в украинские земли.
Отразив их нападение, русская 2-я армия вышла к Азовскому морю и блокировала Крым. На Дунайском театре, действуя против 200-тысячного войска противника, Голицын после 2 штурмов Хотина вынужден был в июне 1769 г. отвести армию за Днестр. В сентябре из-за недостатка продовольствия турецкий гарнизон оставил Хотин. Румянцев, вступивший к этому времени в командование 1-я армии, развернул наступление на Яссы и 26 сентября (7 октября) занял город, 2-я армия вела боевые действия вдоль Южного Буга. В июле 1769 г. из Балтики в Средиземное море для участия в войне было направлено несколько эскадр.
В кампании 1770 г. 1-я армия Румянцева разгромила противника у Рябой Могилы, на pp. Ларга и Кагул. Появление эскадры адмирала Г.А. Спиридова в Эгейском море способствовало восстанию греческого народа против турецкого господства. Разгромив турецкий флот в Чесменском сражении 1770 г., эскадра Спиридова обеспечила себе господство в Эгейском море и установила блокаду пролива Дарданеллы. В июле–ноябре 2-я армия взяла крепости Измаил, Килия, Вендоры, Аккерман (Белгород-Днестровский) и Браилов.
В 1771 г. 1-я армия с помощью Дунайской военной флотилии в феврале заняла Журжу (Джурджа), а в марте блокировала крепости Тулча и Исакча. 2-я армия при содействии Азовской военной флотилии 14(25) июня штурмом взяла Перекоп и затем заняла Крым. 1-я армия, действуя на широком фронте (до 1 тыс. км), несмотря на недостаток сил (около 45 тыс. человек), в июне и октябре сумела отразить попытки противника (120 тыс. человек) прорваться на левый берег Дуная. Успешные действия русского флота в Средиземном море способствовали развитию в 1771 г. антитурецкого восстания рабов в Египте и Сирии.
Под влиянием побед России на суше и море Турция 19(30) мая 1772 г. в Журже подписала с ней перемирие, а 1(12) ноября Россия заключила с крымским ханом Сахиб-Гиреем договор, по которому Крым объявлялся независимым от Турции и находящимся под покровительством России (в 1783 г. Крымское ханство окончательно отошло к России). Русско-турецкие переговоры о заключении мирного договора, проходившие с июля в Фокшанах, а затем в Бухаресте, окончились безрезультатно.
В 1773 г. военные действия велись на Балканском театре. В июне армия Румянцева перешла Дунай и осадила крепость Силистрия (Силистра). Отряд генерал-майора А.В. Суворова предпринял в мае–июне успешные рейды (поиски) на Туртукай. Русский флот одержал победу над турками под Балаклавой. Но недостаток сил вынудил Румянцева отвести войска обратно за Дунай. Попытка наступления русских войск в сентябре–октябре на Варну и Шумлу (г. Шумен) не дала результатов. Обе стороны были истощены. Но Румянцеву была поставлена задача, несмотря на ограниченные силы (52 тыс. человек), решительными действиями ускорить окончание войны. В июне главные силы армии Румянцева форсировали Дунай. 9(20) июня почти 25-тысячное русское войско (корпуса Суворова и генерал-поручика М.Ф. Каменского) разбило 40-тысячный турецкий корпус у Козлуджи, а отряд генерал-майора И.П. Салтыкова (10 тыс. человек) – 15-тысячный отряд противника у Туртукая. Русские войска блокировали крепости Шумла, Рущук (Русе), Силистрия, а передовой отряд продвинулся за Балканы. В этой обстановке 10(21) июля был подписан Кючук-Кайнарджийский мирный договор 1774 г., закрепивший победу России в войне. Он был заключен в условиях большого военного превосходства России над Турцией. По этому договору к России отошла часть Черноморского побережья, что обеспечило ей свободный выход в Чёрное море. Государственная граница устанавливалась на юго-западе по р. Буг, на юго-востоке – по р. Кубань. Крымское ханство объявлялось независимым от Турции. В Крыму к России отошли Керчь и крепость Еникале, а на Черном море – крепость Кинбурн. Русский торговый флот получил право свободного плавания через Босфор и Дарданеллы.
Военное искусство обогатилось в ходе войны 1768–1774 гг. опытом стратегического взаимодействия армии и флота, форсирования крупных водных преград (Южный Буг, Днестр, Дунай, Сиваш), наступления в горах, борьбы за крепости. В основу стратегии были положены наступательные действия и решительное сражение. Совершенствовалось тактическое искусство. Обозначился отход от линейной тактики. Вместо линейных стали широко использоваться новые расчленённые боевые порядки — дивизионные и полковые каре, а также колонны в сочетании с рассыпным строем стрелков (егерей). Получил развитие штыковой и огневой бой. Боевой опыт войск нашёл отражение в наставлениях и инструкциях Румянцева и Суворова. В ходе войны была создана Азовская военная флотилия, явившаяся в дальнейшем основой формирования Черноморского флота России.