Екатерина II стремилась обеспечить Российской империи устойчивое положение на Черном море, а также свободу плавания и выход из Черного в Средиземное море для военных и торговых целей. Однако набеги крымских татар и постоянная угроза со стороны Турции делали невозможным освоение причерноморских степей без подчинения всего побережья. Со своей стороны, Турция планировала новые захваты на Украине и Кавказе. К этому ее побуждали западные державы, не желавшие допустить Россию к Черному морю. Под влиянием австрийских и французских дипломатов, старавшихся отвлечь Россию от польского вопроса и других европейских проблем, Турция в октябре 1768 года начала войну с Россией. Хотя турецкие вооруженные силы численно превышали русскую армию, Турецкая империя того времени была значительно слабее России в экономическом и военном отношении.

В 1769 году русские войска овладели Азовом и Таганрогом.

Сражение происходило на поле, почти целиком занятом кавалерией. Возникла неразбериха. Тогда Каменский направил эскадрон пикинер и два эскадрона харьковских гусар, чтобы сдерживать наступление турок, не позволяя им вступить в лес. Остальные войска стали выводить из дефиле и выстраиваться по обе стороны от входа в него. Это удалось осуществить достаточно быстро и четко, несмотря на чрезвычайную тесноту на тропе. Одновременно Каменский послал за пехотой. Вскоре прибыли три баталы (два егерских и один гренадерский), которые сформировали три комплекса у кромки леса.

Между тем, несмотря на упорное сопротивление русских частей, турецкой пехоте удалось вступить в лес и со всех сторон напасть на казаков, которые окончательно смешались и обратились в бегство. Пикинерный эскадрон, защищавший вход в дефиле, и следовавший за ним эскадрон харьковских гусар сдвоили взводы, чтобы пропустить казаков. Последние, однако, отступали так поспешно, что расстроили и увлекли за собой оба эскадрона, а одного из командиров даже сбили с лошади. Турки рассеялись по лесу и начали окружать левый фланг русской пехоты, стоявшей у входа в лес. Они атаковали левое каре. На усиление этого фланга Каменским был направлен батальон егерей. Туда же он послал роту пехоты, которую было решено рассредоточить по лесу для удобства движения. Остальная пехота корпуса Каменского выстроилась сзади в две линии. Тем временем было получено донесение, что неприятель атаковал кавалерию на правом фланге. Туда были направлены на подкрепление три роты пехоты, которые и выбили янычар из леса на своем участке. Видя бесплодность фланговых ударов, турки спустились в овраг и по нему попытались зайти в тыл русской пехоте. Однако высланный Каменским Невский полк преградил путь, и турки были вынуждены возвратиться в лес.

Тем временем янычары, преследовавшие русскую конницу, атаковали каре противника, стоявшее у входа в лес, но были встречены ружейным и артиллерийским огнем. Туркам пришлось отступить. Суворов со всеми каре немедленно двинулся преследовать неприятеля, пройдя дефиле, остановился в лощине. Здесь, на высотах перед Козлуджи, он встретил большую часть войск Абдул-Резака. Каменский, предвидя упорное сопротивление, отправил в помощь Суворову все остальные силы своего корпуса. Часть его кавалерии следовала во главе, а часть — в середине колонны. Суворов выстроил каре в одну линию, имея на правом фланге кавалерию, а в резерве — Суздальский и Северский полки. После того, как русская полевая артиллерия с трудом прошла дефиле, Суворов перешел в общее наступление. Русские войска заняли высоты и, обратив противника в бегство, овладели двумя его пушками. Остановившись перед лощиной, отделявшей его от неприятеля, Суворов выставил батареи, которые в течение трех часов вели пушечный и ружейный огонь по турецким войскам. Когда ответный огонь стал стихать, Суворов двинулся всеми каре против неприятельского лагеря, выслав вперед конницу. Турки не выдержали атаки и при приближении русской кавалерии бросили свой лагерь, бежав к Шумле и Праводам.

Сражение при Козлуджи началось за 15 верст от этого населенного пункта, находящегося почти посередине между Шумлой и Варной, в двенадцатом часу дня, а окончилось только в восьмом часу вечера. Русские войска захватили 29 неприятельских орудий и 107 знамен, а также весь турецкий лагерь и множество военных снарядов. Число убитых турок составило 500 человек, а пленных — около 100. Русские потеряли убитыми 75 низших чинов, было ранено 4 офицера и 130 солдат. (Петров А. Указ, соч., с. 43.) Исследователи по-разному оценивают роль Каменского в сражении. Многие из них полагают, что сражение при Козлудже «было выиграно одним Суворовым» (Чечулин Н. Д. Внешняя политика России в начале царствования Екатерины II. 1762–1774. СПб., 1896. С. 385), а «Каменский и основная часть его дивизии появилась на поле боя лишь к концу дня, когда турки уже были разбиты» (Клокман Ю. Р. Указ, соч., с. 159.) Между тем, А. Петров отдает должное Каменскому, который «своевременными распоряжениями всегда успевал поддержать наиболее ослабевшие части войск и, управляя общим ходом дела, всегда был там, где предстояла наибольшая опасность» (Петров А. Указ, соч., с. 44.)

Необходимо отметить, что значительная часть дивизии Каменского, действительно, не участвовала в сражении, отстав в пути; таким образом, русские войска одержали победу над противником, серьезно превосходящим их по численности. Победа у Козлуджи открыла русской армии путь к последней опоре турок — Шумле. Турецкое командование запросило перемирия. К концу июня боевые действия закончились, а 10 июля был заключен Кучук-Кайнарджийский мирный договор, изменивший соотношение сил в районе Черного моря в пользу России.