В 1764 г. Кутузов добился перевода в действующую армию. Молодой капитан командовал отдельными отрядами в ряде небольших боев с польскими конфедератами. Впервые он стал участником крупных сражений после перевода в армию генерала Румянцева, действовавшую против турецких войск в Молдавии и Валахии, имея в это время звание обер-квартирмейстера майорского ранга. Михаил Кутузов участвовал в боевых действиях русско-турецкой войны при Рябой Могиле, южнее Ясс, когда войска Румянцева разбили в два раза превосходящие силы турок; на берегу реки Ларги, где 15 тысяч турок и 65 тысяч татарской конницы готовились нанести встречный удар русским войскам, но в восьмичасовом сражении были сломлены, лагерь при Ларге взят, а уцелевшие его защитники бежали к Дунаю; у озера Кагул, возле которого, вместе с войсками, бежавшими от Ларги и подошедшими из Измаила, у великого визиря собралось 50 тысяч пехоты и 100 тысяч конницы, но мощный натиск турецко-татарских войск был остановлен хорошо обученными русскими каре и артиллерией. Для Кутузова эти сражения стали школой военного мастерства. Как штабной офицер он вел разведку, производил рекогносцировку, разбирался в сложных передвижениях войск. Произведенный в подполковники, он был откомандирован в Крымскую армию, где командовал батальоном при отражении турецкого десанта на крымское побережье.
22 июля 1774 г. турки высадились возле Алушты и заняли позицию в четырех верстах от моря перед деревней Шумлой. Неприятель, пользуясь удобством местности и превосходством сил, защищался более двух часов. В этом бою Кутузов получил пулевое ранение. Пуля ударила между глазом и виском и вышла с другой стороны лица, не задев мозг. 26 ноября следующего года подполковник Кутузов был награжден орденом св. Георгия 4-й степени.
После тяжелого ранения Михаил Илларионович лечился за границей и путешествовал по Европе, а по возвращении на родину вновь был назначен в войска, расположенные на южных рубежах России. В 1777 г. он был произведен в полковники, через пять лет — в бригадиры, а в 1784 г. стал генерал-майором с назначением командиром Мариупольского легкоконного полка. В 1786 г. ему было поручено формирование Бугского егерского корпуса в составе екатеринославской армии, которой командовал Потемкин. В следующем I оду он был назначен командиром и шефом Бугского полка, с которым принял участие в русско-турецкой войне 1787 1791 гг. В 1788 г. при осаде Очакова Кутузов новел войска в атаку и был вторично тяжело ранен в голову. По мнению врачей, этот случай можно назвать уникальным в истории медицины. Едва оправившись от раны, Михаил Илларионович принял участие в боях на Днепре и на Буге, в штурме замка Гаджнбей, во взятии крепостей Бендеры и Аккерман.
Сравнительно легко взяв несколько крепостей, русская армия подступила к сильнейшей турецкой крепости Измаил, имевшей важное стратегическое значение. Осада крепости велась вяло, но все изменилось, когда туда прибыл Суворов. В Измаиле находился 35-тысячный гарнизон под командованием опытного военачальника Айдозли Мехмет-паши, который по численности превосходил русские войска. И декабря 1790 г. русские несколькими колоннами пошли на приступ; одной из колонн командовал Кутузов. Михаил Илларионович повел свои войска к Килийским воротам, достиг рва, по сильнейший орудийный и ружейный огонь остановил его. Тогда личным примером он увлек солдат в ров и повел их на штурм вала и бастиона. Гарнизон Измаила был почти полностью истреблен, немногие уцелевшие были взяты в плен. Командующий штурмом Суворов назначил Кутузова комендантом крепости и командующим оставленными там войсками, а также войсками, расположенными между Днестром и Прутом. За штурм Измаила Кутузов был награжден 25 марта 1791 г. орденом св. Георгия 3-й степени.
Взятие Измаила предрешило исход войны, но борьба за переправы на Дунае, за города Мачин и Бабадаг, за побережье Черного моря продолжалась. Поступив под начальство князя Н. В. Репнина, Кутузов вместе с князьями Голицыным и Волконским участвовал в разгроме турок у Мачина. Блестящая атака русских на левом фланге, которую он осуществил, отбросила турок, понесших большие потери. «Расторопность и решительность генерала Голенищева-Кутузова превосходит всякую мою похвалу», — доносил о нем главнокомандующий Репнин. 6 июня 1791 г. Кутузов рапортовал Репнину о победе над турецкими войсками при Бабадаге: «Четвертого сего месяца помощию всесильного имел я удачу разбить знатный корпус неприятеля… Весь укрепленный лагерь, где натура и некоторая степень искусства размножили препятствии, достался нам добычею…»