Укрепления Перекопа защищали 50 тысяч татар и 7 тысяч турок под начальством крымского хана Селим Гирея III.
Разделив свой корпус на семь колонн, Долгоруков в ночь с 13 на 14 июня начал штурм Перекопской линии. Две колонны действовали в центре, одна – против левого фланга, а четыре – против правого фланга перекопских укреплений. Главные удары наносились по слабым участкам, в то время как на сильно укрепленных участках производились только демонстрации, отвлекающие противника от направления главного удара. К 15 июня Перекопская линия пала, а гарнизон крепости Орь капитулировал. Так же успешно действовал Сивашский отряд, который высадился на косе 17 июня, а в ночь на 18 июня штурмом овладел крепостью Арабат. Действия войск прикрывались с моря эскадрой Сенявина.
После разгрома татарских войск на Перекопе Селим Гирей бежал в Румелию, поручив защиту Крыма Ибрагиму-паше. Последний предлагал сначала защищаться в Карасубазаре, но затем отошел к Кафе, надеясь на прибытие подкреплений из Константинополя.
29 июня основные силы Долгорукова подошли к Кафе и начали бомбардировку ее укреплений. Стоявшие на рейде турецкие корабли после обстрела русской артиллерией ушли в море.
Русские войска стремительно атаковали Кафу, и комендант отдал приказ сдать крепость. Турки под Кафой потеряли около 3500 человек. Считается, что турок и татар там было 95 тысяч, но, по мнению автора, эта цифра явно преувеличена. Тем не менее численность неприятеля существенно превышала число русских.
Узнав о взятии Кафы, турки, находившиеся в Керчи, поспешили отплыть на кораблях в Стамбул. Русские войска без боя заняли Керчь и Еникале.
22 июня отдельным отрядом генерала Брауна был взят Козлов (Евпатория). Вскоре русские войска заняли восточный и южный берега Крыма, включая Судак, Ялту, Балаклаву и Ахтиар.
Быстрое продвижение русских войск в Крыму в известной степени было обусловлено раздорами среди татар. Так, еще до начала похода Долгорукова едисанцы, бубжаки и джамбулуки (орды, кочевавшие в Северном Причерноморье) объявили себя сторонниками России. В худшем случае они держали нейтралитет. Естественно, что тут не обошлось без подкупа. Толька едисанской орде Екатерина отстегнула 14 тысяч рублей якобы за обиды, чинимые орде запорожцами.
В самом Крыму после бегства Селим Гирея царило безвластие. Несмотря на продолжение боевых действий, с конца июня крымская верхушка находилась в переписке со штабом Долгорукова. Фактически с конца июля большая часть крымских татар согласилась на перемирие.
Успехи Долгорукова крайне обрадовали Екатерину. В письме Долгорукову было сказано: «Вчерашний день (17 июля) обрадована я была вашими вестниками, кои приехали друг за другом следующим порядком: на рассвете – конной гвардии секунд-ротмистр кн. Иван Одоевский со взятием Кафы, в полдень – гвардии подпоручик Щербинин с занятием Керчи и Еникале и перед захождением солнца – артиллерии поручик Семенов с ключами всех сих мест и с вашими письмами. Признаюсь, что хотя Кафа и велик город, и путь морской, но Еникале и Керчь открывают вход г. Синявину водой в тот порт, и для того они много меня обрадовали. Благодарствую вам и за то, что вы не оставили мне дать знать, что уже подняли русский флаг на Черном море, где давно не казался, а ныне веет на тех судах, кои противу нас неприятель употребить хотел и трудами вашими от рук его исторгнуты».
Долгоруков получил Георгиевский орден первой степени, 60 тысяч рублей денег, табакерку с портретом императрицы, сын его был произведен в полковники.
28 июля к Долгорукову прибыли два знатных татарина с вестью об избрании в Карасубазаре нового хана – Сагиба Гирея II. Посланные от имени всего общества ручались за верность избранных как не имеющих никакой привязанности к Порте, от которой вовсе отторглись, что подтвердили клятвой перед целым обществом, с Русскою же империей вступили в вечную дружбу и неразрывный союз под высочайшую протекцию и ручательство императрицы.
Долгоруков потребовал от нового хана немедленного освобождения русских и вообще христианских рабов. «Чтобы не возбудить негодования черни», татарские мурзы и духовенство решили платить владельцам за отпущенных рабов-христиан: за мужчину – 100 левков, за женщину – 150 левков. Как видим, даже «чернь» в Крыму была рабовладельцами. Вот еще одно доказательство неприменимости марксистских теорий к крымским татарам. Посредством такого выкупа в армию приведено было мужчин и женщин 1200 человек. Многие солдаты, особенно из поселенных гусарских и пикинерских полков, нашли среди них своих жен и детей.