Русско-турецкая война 1877–1878 годов – война между Российской империей и союзными ей балканскими государствами с одной стороны и Османской империей с другой – была вызвана подъёмом национального самосознания на Балканах. Жестокость, с которой было подавлено Апрельское восстание в Болгарии, вызвала симпатию к положению христиан Османской империи в Европе и особенно в России. Попытки мирными средствами улучшить положение христиан были сорваны упорным нежеланием турок идти на уступки Европе, и в апреле 1877 года Россия объявила Турции войну.
Эта война с Турцией принесла Михаилу Дмитриевичу мировую славу. Однако путь на войну оказался довольно сложным. Лишь хлопоты влиятельных родственников привели к тому, что в марте Скобелев был командирован в распоряжение главнокомандующего русской армией на Дунае. Новые сослуживцы встретили 34-летнего генерала весьма недружелюбно. На него смотрели как на выскочку, добывшего чины и ордена легкими победами над «азиатскими халатниками». Некоторое время Скобелев не получал никакого назначения, а во время переправы через Дунай состоял при генерале Драгомирове в качестве простого добровольца.
Главнокомандующий русской армии великий князь Николай Николаевич с момента перехода Дуная фактически потерял управление войсками. Западный отряд овладел Никополем, но не успел занять Плевну (Плевен), куда из Видина подошёл 15-тысячный корпус Осман-паши. Предпринятые 20 июля и 30 июля штурмы Плевны окончились полной неудачей и сковали действия русских войск. Именно после этих боев заговорили о Скобелеве. Имея в своем распоряжении всего 12 сотен казаков и 12 орудий, к которым затем был добавлен батальон пехоты, генерал сумел задержать неприятеля, в восемь раз сильнейшего, в течение 12 часов. Тогда-то и стали говорить о том, что если б его поддержали, то сражение было бы выиграно. Отметили Скобелева, его спокойствие, распорядительность и личную храбрость, умение воодушевить солдат. В августе генералу поручили отряд из десяти батальонов, трех эскадронов и 56 орудий. С этими силами Скобелев одержал блестящую победу под Ловчей, за что был произведен в генерал-лейтенанты. Ловча (на южном фланге Плевны) была занята 22 августа (потери русских войск составили около 1500 человек).
С этим отрядом он участвовал в третьем штурме Плевны.
Солдаты видели своего командира всегда впереди атакующих цепей в самых горячих точках боя. Отряд Скобелева отвлек на себя две трети осажденных войск. Однако развить успех и ворваться в крепость генерал не смог, так как не получил подкреплений от командующего штурмом генерала Зотова. Он тяжело переживал случившееся, ибо действия его были верны и принесли бы несомненный успех.
Скобелеву поручили командование 16-й пехотной дивизией, и он в короткий срок превратил ее в первоклассное по боевым качествам соединение. Генерал умел подойти к солдатам, поднимая солдатское достоинство, и создать дисциплину, построенную на сознании служебной ответственности. По свидетельствам современников, Михаил Дмитриевич как-то умел всегда накормить солдат и офицерам создать хоть какой-то комфорт. Он решительно изгонял из своих частей офицеров, «чистящих солдатские зубы».
Солдаты, видевшие к себе со стороны Скобелева много забот, во время атаки жизней своих не жалели, ибо полностью доверяли своему командиру. Учил генерал и своих офицеров военной теории, применяемой тут же на практике. Подлинной спайки между командирами и солдатами Скобелев добивался, воздействуя личным примером. И тут ему равных не было. Генерал Скобелев умел водить войска на штурм. Он умел создавать успех, заразив людей решимостью добиться поставленной цели.
19 декабря 1877 года русское командование приняло решение отрядами генералов Радецкого, Святополк-Мирского и Скобелева перейти Балканы и отрезать войска Сулеймана-паши. Оборванная и плохо снабжаемая армия должна была перенести все тяжести зимнего перехода через горы. Генерал Радецкий, выступавший за такой переход осенью, резко протестовал против зимнего похода. Он хорошо знал, каково приходится в зимние морозы на Шипке. Далекое от бодрости и отваги настроение господствовало и в отряде Святополк-Мирского. Впрочем, невозможным такой переход считали и турки. Только Скобелев был уверен в успехе. Он использовал опыт Памирской экспедиции: у солдат оказались телогрейки, проваленные портянки, запасы сухарей, вареной говядины, чаю и дров для костра. Один батальон он вооружил превосходными трофейными винтовками. 24 декабря с рассветом двинулась колонна Мирского, вечером повел свой отряд Скобелев. Переход был очень трудным. Однако скобелевцы получали горячую пищу, спали у костров. Больных и обмороженных здесь не было.
27 декабря колонна Святополк-Мирского спустилась в долину Тунджи и начала боевые действия. Отряд Скобелева при спуске был встречен сильнейшим огнем турок, которых пришлось выбивать из укрытий. Здесь-то и пригодились трофейные винтовки. Однако скобелевские части запаздывали. Войска Радецкого и Святополк-Мирского уже сражались и несли большие потери. Скобелев, имея в этот день в своем распоряжении всего только два полка, ограничился лишь военными демонстрациями. Зато решительным ударом 28 декабря он сломил сопротивление турок. Сам Вессель-паша сдался в плен.
После этой победы Скобелева назначили начальником авангарда русских войск. В авангард входили две пехотные дивизии, две стрелковые бригады, кавалерийская дивизия, казачий полк, артиллерия и вспомогательные части. Менее чем за двое суток генерал совершил стремительный почти стокилометровый переход, вышел к Тырнову, а затем взял Андрианополь и Сан-Стефано. 12 февраля 1878 года война закончилась, турки запросили мира. Михаил Дмитриевич весьма болезненно переживал после Берлинского конгресса итоги войны. Он считал их совершенно не соответствующими тем военным победам, которые одержала русская армия.
В Россию Михаил Дмитриевич вернулся генерал-лейтенантом и в звании генерал-адъютанта. Он принял 4-й корпус, расквартированный в Белоруссии, много занимался обучением личного состава, особое внимание уделяя умению преодолевать водные преграды, инспектировал войска на территории России. По повелению Александра II генерал Скобелев побывал в Германии на маневрах 1-го и 15-го корпусов германской армии. Несмотря на короткое время и официальность положения, открыто негативное отношение со стороны немцев, генерал из этой командировки вынес чрезвычайно много. Скобелев высоко оценил подготовку командного состава, кавалеристов и артиллеристов, дисциплинированность германских солдат. Возвратился он из Германии с полной уверенностью, что в немцах Россия имеет неизбежных врагов.
