27 июня 1770 г. князь Репнин в звании генерал-поручика был награжден орденом св. Георгия 2-й степени «…за оказанный пример мужества, служивший подчиненным его к преодолению трудов неустрашимости и к одержанию над неприятелем победы 21 июня 1770 года под Кагулом». После этих побед войска Репнина овладели Измаилом и, оставив там сильный гарнизон, 9 августа подошли к крепости Килия. Турки подожгли предместья, но русским артиллеристам все же удалось установить свои батареи и начать обстрел города. Дважды князь обращался к командующему крепостью Осману-паше с предложением о сдаче, но крепость капитулировала только к 18 августа. В Килии было захвачено 68 орудий и большое количество боеприпасов.
В кампании следующего года Репнину было поручено командование всеми войсками в Валахии. Князь прибыл в Бухарест, а оттуда выехал осматривать укрепления, занятые русскими гарнизонами. Весной и летом инициатива была предоставлена туркам, которые вновь довели свою армию до 160 тысяч человек. Им удалось занять Западную Валахию и овладеть на время Журжей, но при движении на Бухарест они были разбиты корпусом генерала Эссена. Оставленный в феврале в Журже русский гарнизон во главе с майором Гензелем в мае отразил штурм 14-тыс. ячного турецкого корпуса, но затем сдал крепость противнику. Дивизия Репнина, шедшая на выручку осажденного гарнизона, не успела подойти к крепости. В этой неудаче главнокомандующий Румянцев обвинил Репнина, который подал рапорт об отставке и уехал за границу. Вернулся к армии он только в 1774 г. и принял участие в выработке условий Кючук-Кайнарджийского мирного договора, заменив заболевшего Румянцева. Мир бы подписан 10 июля. По нему Турция вынуждена была пойти на значительные уступки и ограничить свои притязания на некоторые приграничные территории. Румянцев в своем донесении императрице писал, что князь Репнин «имел полное участие в заключении мира». Екатерина II произвела Николая Васильевича в генерал-аншефы и подполковники лейб-гвардии Измайловского полка, а в следующем году назначила его чрезвычайным и полномочным послом в Турцию, где он провел около двух лет и добился ратификации мирного договора.
В 1777–1778 гг. Репнин занимал пост Смоленского генерал-губернатора. В 1778 г. между Австрией и Пруссией началась война за «баварское наследство». Петербургский кабинет двинул в Силезию под Тишен 30-тысячный корпус Репнина. Австрия не рискнула развязать большую войну и пошла на компромисс. Князь сыграл важную роль в подписании 2 мая 1779 г. Тишенского мирного договора, который поднял и укрепил авторитет русской дипломатии и престиж России на международной арене. Репнин был осыпан наградами венского и берлинского дворов, а Екатерина II пожаловала ему орден св. Андрея Первозванного и 3 тысячи крестьян в Белоруссии.
Возвратившись на свою прежнюю должность смоленского генерал-губернатора, Николай Васильевич принимал там бывшую проездом императрицу, которая в своем рескрипте выразила князю благоволение «за виденное Ею повсюду благое устройство и следы точного исполнения Ея установлений». В 1781 г. Репнин был пожалован в генерал-адъютанты и назначен псковским генерал-губернатором, сохраняя при этом должность губернатора смоленского. Последующие два года командовал в Польше резервным корпусом и получил за свою административную деятельность и военные отличия орден св. Владимира 1-й степени в день его учреждения и бриллиантовые знаки к ордену св. Андрея Первозванного. В 1784 г. Репнин получил отпуск по болезни и уехал в Италию, оставив пост командующего Смоленской дивизией.
С началом повой русско-турецкой войны Николай Васильевич вновь в рядах действующей армии. В 1788 г. он участвовал в осаде и штурме крепости Очаков, а в следующем году, до прибытия главнокомандующего Потемкина, командовал Украинской армией в Молдавии. 7 сентября со своей дивизией, выдвинувшейся в Южную Бессарабию, разбил на реке Салче турецкий отряд сераскира Гассан-паши, который был вынужден отступить к Измаилу.
В 1791 г. Репнин снова заменил на посту главнокомандующего уехавшего в Санкт-Петербург Потемкина. Вопреки инструкциям он решил действовать наступательно и уже в апреле выслал отряды Голицына и Кутузова к Добрудже, где они произвели удачный поиск. План русского главнокомандующего заключался в переправе главных сил под Галацем и в демонстрационных, отвлекающих действиях под Измаилом. Демонстрация была поручена Кутузову, который действовал искусно и разбил у Бабадага 20-тысячный турецкий корпус. Сам Репнин, имея до 60 тысяч солдат, двинулся к Галацу и на марше узнал, что у Мачина, напротив Галаца, стоит 30-тысячный турецкий отряд, а еще 80 тысяч турок во главе с великим визирем Юсуф-пашой находятся на марше от Гирсова к Мачину. Русская ария переправилась через Дунай и 28 июня на рассвете атаковала турок, усилившихся до 80 тысяч.