Под контролем Долгорукова крымская знать впервые с XV в. самостоятельно избрала нового хана без оглядки на Османскую империю. На христианских церквях Кафы подняли колокола и установили кресты, что раньше было запрещено.

В 1772 г. между Крымским ханством и Россией был подписан договор о дружбе и союзе. Договор провозглашал независимость ханства. России передавались крепости Керчь, Кинбурн и Еникале. 10 июля 1774 г. в небольшой болгарской деревушке с турецким названием Кючук-Кайнарджи («маленький горячий источник») П.А. Румянцев и представитель турецкого султана подписали мирный договор. По его условиям Крымское ханство признавалось независимым. Турецкий султан сохранял право духовного главы мусульман Крыма. Русские торговые корабли получали право свободного прохода через Босфор и Дарданеллы, русские купцы могли свободно торговать во всех турецких портах, а турецкие — в России.

Кючук-Кайнарджийский договор позволил России приступить к более интенсивному освоению Северного Причерноморья, получившего название Новороссии. Инициатором и руководителем этого освоения стал фаворит Екатерины II Г.А. Потемкин. В 1775 г. он был назначен наместником и генерал-губернатором Новороссийской, Азовской и Астраханской губерний. Ему же были подчинены все казачьи войска.

Однако в Стамбуле, да и в Крыму, многие не смирились с условиями Кючук-Кайнарджийского договора Крым стал ареной ожесточенной борьбы между различными группировками знати. Некоторые ханы пытались занять престол с помощью османских войск. Так, один из таких отрядов высадился сразу после подписания Кючук-Кайнарджийского договора под Алуштой. Русский отряд под деревней Шума разгромил турок. В этом бою получил тяжелейшее ранение в глаз командир гренадерского батальона М.И. Кутузов.

Посаженный на престол при поддержке России хан Шагин-Гирей пытался проводить реформы с целью европеизации ханства, но он был высокомерен и жесток, вступил в конфликт со многими знатными родами и мусульманским духовенством. В Крыму вспыхнул мятеж. Опасаясь резни, с полуострова переселились 31 тыс. греков и армян, что для земледелия Крыма стало полной катастрофой. Переселенцев поселили на побережье Азовского моря. По приказу императрицы Екатерины II им было выделено 100 тыс. руб. для компенсации потерь.

Обстановка в ханстве еще более накалилась. Шагин-Гирей при поддержке Турции был свергнут и бежал в Керчь под защиту русского гарнизона. Потемкин, давно говоривший о необходимости присоединения Крыма к России, решил воспользоваться ситуацией. В одной из записок императрице Потемкин писал: «Татарское гнездо в сем полуострове от давних времен есть причиною войны, беспокойств, разорений границ наших, издержек несносных, которые уже в царствование Вашего величества перешли только для сего места более двенадцати миллионов, включая людей, коих цену положить трудно…»

Потемкин послал в ханство войска, восстановившие Шагин-Гирея на троне. Хан развернул широкий террор против своих противников, что грозило новой вспышкой недовольства. Потемкин в записке к Екатерине II писал в этот период: «Ежели не захватить ныне, то будет время, когда все то, что ныне получили даром, станем доставать дорогой ценою… Крым положением своим разрывает наши границы… Приобретение Крыма ни усилить, ни обогатить Вас не может, а только покой доставить… С Крымом достанете и господство в Черном море…» В декабре 1782 г. Екатерина подписала рескрипт Потемкину о необходимости присоединения Крыма «при первом к тому поводе».

8 апреля 1783 г. в Петербурге был издан манифест, провозгласивший присоединение Крымского ханства к России. К августу процесс присоединения был завершен. Началось быстрое заселение и освоение и этих территорий.

Подготовка к присоединению Крыма проходила в обстановке секретности, все европейские страны были поставлены перед свершившимся фактом и вынуждены были признать расширение границ России. Стамбул признал манифест о присоединении Крыма 10 июня 1783 г.

По указу Екатерины II от 2 февраля 1784 г. на территории Крымского ханства учреждалась Таврическая область (преобразованная в 1802 г. в губернию), область (губерния) делилась на 7 уездов, из которых большинство располагалась на полуострове (Симферопольский, Левкопольский, Феодосийский, Евпаторийский, в 1837 г. из Симферопольского выделился Ялтинский уезд).

Императорским указом 22 февраля 1784 г. татарской знати были даны права российского дворянства. Муллы и другие духовные лица были освобождены от налогов, а простые татары и ногайцы были приравнены по своему положению к различным категориям крестьян Российской империи. Но крепостного права в Крыму практически не было: к 1861 г. в Таврической губернии насчитали всего 5100 крепостных, т.е. 4% всего сельского населения. Татары имели право собственности на движимое и недвижимое имущество. Поселяне, обрабатывающие помещичьи наделы, могли оставить их после выполнения договорных работ.

В начале мая 1783 г. перед Ахтиарской бухтой появились корабли под русским флагом. Это была эскадра Азовской флотилии под командованием участника Чесменского сражения вице-адмирала Ф.А. Клокачева. «При самом входе в Ахтиарскую гавань, — писал он, — дивился я хорошему ее с моря положению, а вошедши и осмотревши, могу сказать, что во всей Европе нет подобной сей гавани — положением, величиною и глубиною. Можно в ней иметь флот до 100 линейных судов. Словом сказать, лучшее нельзя найти к содержанию флота место… Без собственного обозрения нельзя поверить, чтоб так сия гавань была хороша». Именно здесь началось строительство нового города, получившего в 1784 г. название Севастополь — «Знаменитый город».

Впечатляющие успехи России на юге были продемонстрированы во время знаменитого путешествия Екатерины II в Новороссию и Крым в 1787 г. Вместе с императрицей ехали не только многочисленные придворные, но и дипломаты и многие другие иностранцы, включая австрийского императора Иосифа II. Царица и ее спутники могли видеть возникшие в еще недавно пустынных степях города и села, засеянные пшеницей поля, пасущиеся стада скота. Несмотря на легенду о «потемкинских деревнях», достижения России оказались несомненными и очевидными. Особенно большое впечатление произвел Черноморский флот, мощь которого была продемонстрирована императрице в Севастополе.

Известия о поездке Екатерины стали последней каплей для османских политиков. Не смирившаяся с потерей Крымского ханства, подталкиваемая враждебными России европейскими державами, Турция решила нанести удар Российской империи и восстановить свои позиции на севере. Началась очередная Русско-турецкая война (1787–1791).

Османский флот направился к берегам Крыма, имея на борту не только французских, но и английских офицеров. В сентябре 1787 г. турецкая армия высадилась на Кинбурнской косе. Обороной мыса Кинбурн командовал генерал А.В. Суворов. Он был тяжело ранен, но лично повел солдат в атаку, десант был смят и отбит, но флот продолжал блокировать побережье Крыма. Победа русского флота под командованием Ф.Ф. Ушакова у острова Фидониси в 1788 г. сняла блокаду побережья Крыма, затем последовали победы у острова Тендра в Керченском проливе в 1790 г. и у мыса Калиакрия в 1791 г. Морские победы Ф.Ф. Ушакова сорвали попытки турок высадить десант на крымском побережье.