Став главой Ферганской области, Скобелев нашел общий язык с покоренными племенами. Сарты хорошо отнеслись к приходу русских, но все же оружие у них отобрали. Воинственные кипчаки, раз покоренные, держали слово и не восставали. Скобелев обращался с ними «твердо, но с сердцем». Помимо умиротворения киргизов экспедиция в горы имела также и научные цели. Скобелев с отрядом прошел до границ Каратегина, где оставил гарнизон, и почти всюду к нему являлись старшины с изъявлением покорности.

В качестве начальника области Скобелев особенно боролся против казнокрадства, это создало ему множество врагов. В Санкт-Петербург посыпались доносы на него с тяжкими обвинениями. Обвинения остались не подтвержденными, однако 17 марта 1877 г. Скобелев был отстранен от должности военного губернатора Ферганской области. Российское общество тогда относилось недоверчиво и даже недружелюбно к тем, кто выдвинулся в боях и походах против «халатников». Кроме того, многие все еще воспринимали его тем не оперившимся гусарским ротмистром, каким он был в юности.

В 1877 г. Скобелев отправился в действующую армию, чтобы принять личное участие в Русско-турецкой войне. Первое время Скобелев лишь состоял при Главной квартире и участвовал в мелких операциях на добровольных началах. Затем его назначили лишь начальником Штаба Сводной казачьей дивизии, которою командовал его отец – Дмитрий Иванович Скобелев.

14–15 июня Скобелев участвовал в переправе отряда генерала Драгомирова через Дунай у Зимницы. Приняв начальство над четырьмя ротами 4-й стрелковой бригады, он ударил во фланг туркам, чем вынудил их к отступлению, о чем в реляции начальника отряда сказано: «Не могу не засвидетельствовать о великой помощи, оказанной мне Свиты Е. В. генерал-майором Скобелевым… и о том благотворном влиянии, которое он оказал на молодежь своим блистательным, неизменно-ясным спокойствием». За эту переправу он был награжден орденом Св. Станислава I степени с мечами.

После переправы Скобелев участвовал: 25 июня в разведке и занятии города Белы; 3 июля в отражении нападения турок на Сельви и 7 июля с войсками Габровского отряда в занятии Шипкинского перевала. 16 июля с тремя казачьими полками и батареей, он провел разведку Ловчи; выяснил, что она занята 6 таборами с 6 орудиями, и посчитал необходимым взять Ловчу ранее второго штурма Плевны, но уже было решено иначе. Бой у Плевны был проигран. Разрозненные атаки колонн генералов Вельяминова и князя Шаховского, общим начальником которых считался генерал барон Криденер, окончились отступлением. Скобелев с войсками охранял левый фланг русских войск, показал, на что способна кавалерия в умелых руках и держался против превосходящих сил противника столько, сколько это было нужно для прикрытия отступления основных войск.

После плевненских неудач 22 августа 1877 г. (ст. ст.) одержана блестящая победа: при взятии Ловчи Скобелев опять показал свои таланты в командовании доверенными ему силами, за что 1 сентября Скобелев произведен в генерал-лейтенанты. В конце августа решено произвести третий штурм Плевненского укрепления, для чего выделили 107 батальонов (в том числе 42 румынских) и 90 эскадронов и сотен (в том числе 36 румынских), или 82 000 штыков и 11 000 сабель при 444 орудиях (в том числе 188 румынских). Генерал Золотов определял силы турок в 80 000 человек при 120 орудиях.

Артподготовка началась с 26 августа и закончилась 30 августа с началом штурма. Войска правого фланга, румынская пехота и 6 русских батальонов штурмовали Гравицкий редут № 1 на наименее важном левом фланге турок. Войска правого фланга потеряли 3500 человек, и решено было прекратить наступление в этом районе, несмотря на то что оставалось еще 24 свежих румынских батальона. Центр русских войск произвел шесть атак, и эти атаки отбили с потерями в 4500 человек. После чего с началом сумерек решено было прекратить бой. Левый фланг под командованием Скобелева с поддержкой князя Имеретинского с 16 батальонами овладел двумя редутами противника, при этом батальоны сильно расстроились. Развивать успех было нечем. Оставалось укрепиться и удерживать редуты до прибытия подкрепления. Однако подкрепления послано не было, кроме одного полка, посланного по инициативе одного частного начальника, но и тот прибыл поздно. Скобелев, располагал 1/5 всех русских и румынских сил, притянул на себя более 2/3 всех сил Османа-паши. 31 августа Осман-паша видя, что основные силы русских и румын бездействуют, атаковал Скобелева с обоих флангов и подверг расстрелу. Скобелев потерял 6000 человек и отбил 4 атаки турок, затем в полном порядке отступил. Третий штурм Плевны окончился неудачей для союзных войск. Причины коренились в неправильной организации управления войсками.

Во время осады Плевны Скобелев стоял во главе Плевно-Ловчинского отряда, контролировавшего IV участок осадного кольца. Он был против осады, о чем спорил с Тотлебеном, так как она сильно затормозила бы продвижение войск. Между тем Скобелев был занят приведением в порядок 16-й пехотной дивизии, потерявшей до половины личного состава.

28 ноября Осман-паша сделал попытку прорваться из окружения. Последовавшее за этим сражение окончилось сдачей армии Османа. Скобелев принимал самое активное участие в этом сражении с 3-й гвардейской и 16-й пехотной дивизией.

После падения Плевны Главнокомандующий решил перейти через Балканы и двинуться к Царьграду. Скобелев был направлен под командование к генералу Радецкому, который с 45 000 стоял против Весселя-паши с 35 000. Генерал Радецкий оставил на Шипкинской позиции против фронта турок 15,5 батальона, и направил правую колонну Скобелева (15 батальонов, 7 дружин, 17 эскадронов и сотен и 14 орудий) и левую колонну князя Святополк-Мирского (25 батальонов, 1 дружина, 4 сотни и 24 орудия) в обход главных сил Весселя-паши, находившихся в укрепленных лагерях близь деревень Шипки и Шейнова. 28-го числа все три части отряда генерала Радецкого с разных сторон атаковали неприятеля и вынудили армию Весселя-паши к капитуляции (30 000 человек при 103 орудиях); сдачу Весселя-паши лично принял Скобелев.

После перехода через Балканы Скобелев был назначен начальником авангарда армии (32 батальона и 25 эскадронов сотен с артиллерией и 1 батальоном саперов) и двинулся через Адрианополь к окрестностям Константинополя. По прекращению военных действий, 1 мая, он был назначен начальником «левого отряда» армии, а затем находился в составе армии при ее расположении в Турции и при постепенном очищении территории самой Турции и вновь созданной Россией Болгарии.

Скобелев явился на балканский театр военных действий очень молодым и полуопальным генералом, но он показал выдающиеся образцы военного искусства и заботу о подчиненных, проявил себя хорошим военным администратором.

Скобелев после войны стал очень знаменит.

6 января 1878 г. пожалован золотой шпагой с бриллиантами с надписью «За переход через Балканы», но отношение к нему начальства оставалось неблагоприятным. В письме одному родственнику 7 августа 1878 г. он писал: «Чем более проходит времени, тем более растет во мне сознание моей невиновности перед государем, а потому чувство глубокой скорби не может меня покинуть… только обязанности верноподданного и солдата могли заставить меня временно примириться с невыносимой тяжестью моего положения с марта 1877 года. Я имел несчастье потерять доверие, мне это было высказано, и это отнимает у меня всякую силу с пользой для дела продолжать службу. Не откажи поэтому… своим советом и содействием для отчисления меня от должности с зачислением… по запасным войскам».