Рано утром 2 июля в густом тумане 5-тысячная турецкая конница атаковала передовые посты русской армии. На подкрепление передовых отрядов подошли десять эскадронов чугуевских улан и пять эскадронов овидиопольских гусар. Атака турок была отражена. На следующий день обе стороны готовились к большому сражению. Турецкие войска вышли из укрепленного лагеря и остановились в двух километрах от русской позиции. С утра 4 июля началась ожесточенная битва. Турецкая артиллерия открыла огонь по всему фронту русской армии. Вскоре турецкая конница стремительно атаковала центр и оба фланга русских войск. Сильным орудийным и ружейным огнем эта атака была отбита. Буквально тут же визирь направил сильный отряд конницы и пехоты для атаки правого фланга русских. Турки намеревались обойти по глубоким оврагам правофланговые каре и отрезать их от кавалерии. Тогда вступили в бой находившиеся на правом фланге Архангелогородский и Шлиссельбургский полки. По распоряжению Кутузова сюда же двинулись драгуны Лифляндского полка и казаки из третьей линии. На правый фланг был переброшен из второй линии 37-й егерский полк. Егеря, обученные прицельной стрельбе, рассыпались и залегли в садах. Их огонь косил турецкую конницу. Турки прекратили атаку. Русские перешли в контратаку, сломили сопротивление противника штыковым ударом и гнали его до села Кадыкиой.
Однако Кутузов знал, что все это были лишь демонстративные действия неприятеля, поскольку основное внимание его наверняка было приковано к слабо защищенному левому флангу русской армии. Около 9 часов утра из оврага, примыкавшего к левому флангу русской позиции, появилось более 10 тысяч отборной турецкой конницы. Всадники прорвались между крайними каре пехоты обеих линий и опрокинули стоявшие за пехотой кавалерийские полки белорусских гусар и кинбурнских драгун. Совершив прорыв в тыл русской армии, турки разделились на две группы: одна из них двинулась к Рущуку, а другая охватывала русские войска левого фланга. Тогда в бой вступил гарнизон, предусмотрительно оставленный Кутузовым в Рущуке: он отбросил турецкую конницу далеко от крепости. Вся русская кавалерия, стоявшая в третьей линии, была повернута против прорвавшейся в тыл турецкой конницы. Последовал ряд ожесточенных кавалерийских схваток. Турки обратились в бегство. Остатки их конницы укрылись за высотой, расположенной на крайнем левом фланге, откуда они пытались предпринять новую атаку. Михаил Кутузов усилил левый фланг, перебросив сюда несколько полков с правого фланга. Так что противник за указанной высотой был полностью уничтожен.
На всем фронте русские перешли к преследованию врага. Они гнали турок на протяжении 10 километров, до самого лагеря, а затем по приказанию Кутузова возвратились к Рущуку. Таким образом, сражение, длившееся около 12 часов, закончилось полной победой русских над турками, имевшими перед битвой четырехкратное численное преимущество. Особое внимание обращает на себя искусство, проявленное командующим при расстановке войск. Свои немногочисленные силы он распределил максимально эффективно, вторая и третья линии боевого построения, по сути, были превращены в общий резерв, удачно была собрана кавалерия.
Многие русские генералы настаивали на продолжении наступления, но Кутузов менее всего любил рисковать. Он понимал, что атака на все еще численно превосходящего противника, засевшего к тому же в укрепленном лагере, может свести на нет все предыдущие успехи. Он рассчитывал, наоборот, приободрить Ахмет-пашу, с тем, чтобы тот опять попытался искать счастья в открытом бою. Поэтому несколько неожиданно для солдат и офицеров следует приказ: отвести армию на левый берег Дуная, взорвав перед уходом крепость Рущук. Кутузова обвиняли в трусости и нерешительности, но он хорошо знал, что делает. На левом берегу Дуная он срочно занялся укреплением армии, вызвал дополнительные дивизии. Полным ходом шло строительство оборонительных сооружений. Соотношение сил был далеко не в пользу русских. У Ахмет-паши под Рущуком опять было более 60 тысяч человек. 20 тысяч Исмаил-бея подошли к Видину. Эта группировка начала переправу на левый берег Дуная. В начале августа корпус Исмаил-бея вошел в соприкосновение с войсками правого фланга русской армии под командованием Засса. Русским удалось остановить здесь турок, план визиря одновременно наступать на двух направлениях был, таким образом, сорван.