Артиллерию расположили сразу за валами форштадта без дополнительных укреплений. Как только артиллерия заняла позиции, был начат обстрел крепости, который продолжался всю ночь. Долгое время туркам удавалось быстро тушить возникавшие пожары, но за час до рассвета начался пожар в центре города. Чтобы помешать тушить пожар, русские сосредоточили огонь мортир на этом месте, и скоро огнем было охвачено несколько улиц. Граф Миних решил воспользоваться моментом и начать штурм. Полки генерала Кейта должны были подготовить наступление сильным ружейным огнем. Вскоре вся армия получила приказ к штурму, но, выдвинувшись к крепости, натолкнулась на ров. Войска не имели при себе приспособлений для преодоления рва и оказались открытыми перед турками, которые открыли по ним огонь. Русские вступили в перестрелку, одновременно пытаясь найти способ переправиться. Перестрелка была столь ожесточенной, что вскоре у обеих сторон закончились боеприпасы. После этого русские и турецкие солдаты принялись кидаться друг в друга лопатками, кирками, топорами, камнями и землей. Убедившись в невозможности дальнейшего штурма, русские войска начали беспорядочно отступать. Турки, воспользовавшись этим, сделали небольшую вылазку и нанесли дополнительный урон армии противника.

Штурм окончился неудачей, но одновременно турки, занятые отражением русских, бросили тушить пожар. В результате распространения огня 13 июля в 9 часов утра произошел взрыв главного порохового погреба, где хранилось 500 бочек с порохом. В результате взрыва погибло около 6000 человек. После этого, поняв, что не в силах потушить огромный пожар, сераскир начал переговоры о сдаче. Представители турок запросили у Миниха 24 часа на перемирие, но фельдмаршал отказал. Граф дал противнику час на размышление и капитуляцию, заявив, что после пощады никому не будет. Сераскир попытался бежать на галеры, но казаки и гусары перерезали путь к отступлению, прорваться к галерам смогли только около 200 человек. После этого сераскир капитулировал. Вот так на авось, но прокатило. Хотя если посмотреть внимательно – а то у нас привыкли ругать генералов по делу и без дела – здесь возможно, что под конец русские, глядя СНАРУЖИ, очень ясно увидели главную опасность для турок – огромный пожар. И поэтому под конец боя сам бой принял второстепенное и даже отвлекающее значение. А что? После двукратного вторжения Петра Петровича Ласси на Крымский полуостров через Сиваш от них всего можно было ожидать, стоит только посмотреть русские потери – просто подозрительно малы для одновременно неудачного и продолжительного генерального штурма. Похоже, не зря военные говорят, что у нас в истории недооценены Миних и Румянцев-старший. Вся слава сыну, герою Катульского грома досталась. В плен к русским сдались сераскир трехбунчужный Яж-паша, комендант двухбунчужный Мустафа-паша, 30 высших офицеров, 60 младших офицеров и 3174 нижних чина. В крепости русские обнаружили и погребли 16 000 трупов. Среди трофеев были 100 медных и 22 чугунные пушки, 9 медных мортир, 9 бунчуков, 8 булав, 7 серебряных щитов и 300 знамен. Русские потери составили: убитыми – 47 офицеров и 957 нижних чинов; ранеными – 5 генералов, два бригадира, 27 штаб-офицеров, 55 обер-офицеров и 2750 нижних чинов. Впятеро меньше. У самого Миниха была убита лошадь и пробит пулей мундир, но ранения граф избежал.

Для отражения наступления русской армии главнокомандующий турецкой армией Вели-паша сосредоточил на позициях при Ставучанах все войска, которые мог собрать в регионе, включая Хотинский гарнизон. Армия достигала размера 92 000 человек в составе: 20 000 янычар, 27 000 спагов и солдат и 45 000 крымских татар. Артиллерия армии состояла из 70 орудий.

Русская армия насчитывала 48 000 человек при 250 орудиях, включая 85 полевых. Около 5 % личного состава армии были больны и не принимали участия в битве. В самом сражении «при ружье в строю» участвовали 40 000 регулярных войск и 8 000 казаков. Из артиллерии в бою принимали участие полевые орудия и гаубицы.

Ожидая подхода армии графа Миниха, Вели-паша отправил татар в тыл русской армии, стараясь окружить войска противника. Турецкую кавалерию главнокомандующий разместил на флангах своей армии. Таким образом, для обороны основных позиций, растянутых на 5 верст, Вели-паша оставил около 20 000 человек. Для обеспечения наилучшей обороны паша сконцентрировался на обороне западной части своих позиций, непосредственно прикрывавших дорогу на Хотин. Для организации обороны турки на этом направлении построили 11 батарей, вооруженных 60 мортирами и пушками, и соорудили тройную линию окопов. Окопы правым флангом примыкали к деревне Недобоевцы и имели протяженность в 3 версты. Последние работы на окопах производились уже в ночь на 28 августа, когда в район уже вышла русская армия. В результате левый участок окопов протяженностью в 2 версты вообще не был занят турецкими войсками.

Русская армия вечером 27 августа вышла к реке Шуланец, где встала лагерем. Произведя разведку, граф Миних убедился, что его армия плотно окружена. Но это уже не оказывало на русских впечатления. Они настолько привыкли побеждать – от Нарвы до Аустерлица, что, похоже, им и в голову не приходила мысль, что они могут быть биты в генеральном сражении. В тылу и с флангов русских окружали крымские татары и турецкая конница. Впереди Миних имел 20 000 турецкой пехоты, «в гористых местах, который и без того собой весьма крепки и авантажны, положением весьма сильно ошанцевалась». Но одновременно фельдмаршал отметил, что «неприятель пред своим правым крылом, против коего наша армия стояла, работу ретраншаментов и батарей продолжал, а левое крыло, которое, хотя и на авантажном месте, однако, не ошанцовано было». Взвесив сложившуюся ситуацию, осознавая неудачное расположение своего лагеря, который подвергался артиллерийскому обстрелу и нападениям конных отрядов противника, нехватку дров и фуража, невозможность обходного маневра, граф Миних «взял резолюцию 17-го числа на неприятеля в его лагерь напасть», сконцентрировав удар по левому флангу противника. Этому способствовало и настроение войск, которые, по признанию графа, «показывали почти неслыханную к баталии охоту и весьма желали, чтобы к неприятелю как наискорее приблизиться». По составленному плану сражения часть армии должна была произвести отвлекающий маневр на правом фланге противника, а остальная армия – нанести главный удар по левому флангу. Для отвлекающего маневра был назначен отряд генерала Густава Бирона в составе гвардии, двух драгунских, трех пехотных полков и некоторого числа казаков, общей численностью в 9000 человек, при 4 гаубицах и 30 пушках.

Рано утром 28 августа отряд Густава Бирона, изображая авангард всей армии, переправился через речку и встал на небольшой высоте в двух верстах от позиций противника. Генерал построил отряд в трехстороннее каре с длинным, в 800 шагов, передним фасом и короткими, в 300 шагов, боковыми фасами, примкнув их к реке. Гаубицы были расположены внутри каре, перед которым была выставлена остальная артиллерия. После этого завязалась артиллерийская дуэль. Дуэль продолжалась до полудня, но была малоэффективна. Так, турецкие артиллеристы, произведя 100 выстрелов, смогли только ранить одну русскую лошадь. Все это время основная часть армии стояла «в ружье», изображая готовность выдвинуться следом за авангардом. Ожидая скорой атаки, Вели-паша, поверив в намерение русских атаковать его правый фланг, начал сосредотачивать здесь свои основные войска. Одновременно турки срочно начали строить дополнительные укрепления на этом направлении. Колчак-паша, стараясь помешать переправе армии Миниха, атаковал ее левый фланг и стоявших здесь донских казаков. В полдень фельдмаршал Миних приказал всей армии повернуть вправо и выдвинуться к месту слияния реки Шуланец и ручья, впадавшего около деревни Долина. Отряд генерала Густава Бирона развернулся и переправился обратно через реку, заняв свои места в боевом порядке армии. Такие маневры Вели-паша принял за отступление русских и даже послал в Хотин известие о победе. Скоро турки осознали свою ошибку и начали переброску войск на левый фланг, где начали возведение новых батарей. Генж-Али-паша и Колчак-паша пытались конницей атаковать армию противника на переправе, где русским после переправы приходилось подниматься на невысокий, но крутой берег. Для противодействия атакам Миних выделил две бригады полевой артиллерии. Медленно, забрав весь огромный обоз, армия двигалась в трех каре, «взяв дирекцию направо».