По време на Руско-турската освободителна война Русе се превръща в мощен укрепен район. Сформиран е Русчушки отряд на руската армия, който включва 12. и 13. корпуси с командир – руският престолонаследник Александър Александрович. Първоначалната задача на отряда е обсада на Русенската крепост.
На 5 юли 1877 г. руските войски превземат Бяла и се разполагат югозападно от Русчук, по протежение на селата Мечка, Тръстеник, Иваново, Пиргово, Кацелово, Сваленик, Лом Черковна и други, където се развиват големи сражения. Опитите на турските войски да пробият фронтовата линия и да се притекат на помощ на обсадения Плевен, завършват безуспешно. В продължение на няколко месеца 12. и 13. корпуси устояват на силните атаки на неприятеля. Най-кървави и решаващи сражения се водят на позицията Мечка – Тръстеник в периода 14/26 ноември – 30 ноември/12 декември.
След падането на Плевен през декември 1877 г. руските войски подготвят нападение, за да превземат Русчук. Русчушкият отряд е преименуван в Източен отряд, разположен на източния фронт от Дунав до Балкана под командването на Александър Александрович. Руското настъпление се увенчава с подписване на 19/31 януари 1878 г. на примирие, според което градовете-крепости от четириъгълника Русчук-Силистра-Варна-Шумен трябва да се предадат в седемдневен срок. След сключване на примирието за началник на Източния отряд е назначен ген. Тотлебен. На 4/16 февруари започва изтеглянето на турския гарнизон от Русенската крепост. В града остава само караул, командван от Салем паша.
На 8/20 февруари 1878 г. първи батальон на 138-и Болховски полк и след него ген. Тотлебен с щаба си пристигат до предните укрепления на Русе по пътя откъм Бяла. На форта „Кадъ табия“ те са посрещнати от Селим паша, турски почетен караул и българска делегация, оглавена от епископ Климент Браницки (Васил Друмев).
За посрещането от местното население ген. Тотлебен пише в дневника си „Ние вървяхме пеша и от време на време спирахме, за да изчакаме пехотата. На пътя някой жители се кланяха, а други викаха „ура“. По балконите имаше много жени. Турските жители гледаха равнодушно, но се държаха скромно и спокойно. Особен възторг от страна на българите нямаше. Те още не знаеха каква ще бъде тяхната участ и се страхуваха да не се компрометират в присъствието на турците… След това шествието тръгна към църквата. При нейната ограда депутация от града ми поднесе хляб и сол, а един от техните представители произнесе реч на български език, в която се изразяваше признателността на българите.“
На същия ден, откъм Разград, в града влиза и командващият 13. армейски корпус ген. Дондуков-Корсаков, който поема командването на Източния отряд, а ген. Тотлебен заминава за Русия. В града се създава Временно общинско управление с председател русенеца Атанас Гарвалов. Общинската власт се нарича „Градски управителен съвет“. В руската канцелария работи Иван Вазов като чиновник „за особени поръчения“.
По време на войната населението на Русчук чувства нейните тежести. То е обложено с допълнителни данъци, подложено на грабеж, заплашено от унищожение. На града са нанесени значителни щети от артилерийските обстрели. Въпреки това българското население подпомага активно руските войски с разузнавателни сведения. Много жители на Русе и околните селища участват в руската армия и Българското опълчение. От началото на войната Тома Кърджиев е разузнавач и преводач в 13. корпус на княз Дондуков-Корсаков. Червеноводският четник Атанас Узунов се сражава в боевете при Стара Загора и Шипка и е награден с Георгиевски кръст за храброст. Един от основателите на Русенския революционен комитет, Ради Иванов, е зачислен като подофицер в 12. Хусарски ахтарски полк. Петрана Обретенова, по-голямата дъщеря на Баба Тонка, е милосърдна сестра на 12. дружина в Свищовската болница. В Опълчението участват над сто души от Русе, много от които падат в боевете.
