В это время сам главнокомандующий Каменский 2-й с семнадцатью тысячами подступил к Рущуку, намереваясь взять его решительным приступом. Двадцатитысячный гарнизон под командованием коменданта Босняк-Аги сражался с крайним ожесточением. Осаждённые не ограничивались одной лишь пассивной обороной, они постоянно контратаковали нападающих во рву, не давая им возможности забраться на валы. Несмотря на огромные потери, Каменский продолжал упрямо бросать в сражение всё новые и новые силы, превратив приступ в кровавую бойню. Штурм закончился полной неудачей. Посланные на приступ войска не сумели взять крепости, потеряв под её стенами половину своего состава. Осада продолжилась. Дабы усилить свои обескровленные войска, главнокомандующий тем временем повелел собраться у Рущука всем силам своей армии.

Прослышав о неудачном для русских штурме, турки предприняли попытку деблокировать крепость с двух сторон. Со стороны Шумлы выходила разросшаяся до шестидесяти тысяч армия визиря, а со стороны Северной Болгарии тридцатитысячное войско сераскера Кушанец-Али. Если бы они соединились, общим своим числом неприятель превышал бы русские войска вчетверо. Усугублялось это ещё тем, что оставался несломленным гарнизон Рущука и Журжи, к тому же русские войска оставались на чужом берегу отрезанными от своих территорий огромной рекой. Над армией графа Каменского нависла угроза разгрома. Николай Михайлович не стал пассивно ждать соединения турецких сил и с двадцатитысячным войском решительно направился навстречу войскам Кушанец-Али. В ходе ожесточённого боя двадцать шестого августа в районе селения Ба́тин русские войска нанесли туркам сокрушительное поражение. При потерях у русских в полторы тысячи человек турки потеряли в сражении более десяти тысяч, множество их утонуло при бегстве в Дунае. Было захвачено 178 знамён, 14 орудий и огромное количество припасов.

Батинская победа оказала решающее влияние на ход всей кампании 1810 года. После этого сражения шедшая к Дунаю армия визиря развернулась и отступила в Шумлу, а гарнизоны Рущука и Журжи, потеряв всякую надежду на помощь извне, капитулировали.

У сербов, благодаря отходу основных турецких сил и посланному к ним русскому экспедиционному корпусу генерала Засса, дела пошли успешно, и к началу октября вся Сербия от турок была освобождена.

После падения Рущука граф Каменский 2-й двинул свои силы для овладения османскими крепостями в Северной Болгарии. Никополь и Турно сдались безо всякого сопротивления. Капитулировали после небольшой перестрелки Свиштов, Плевна, Ловча и Сельви. Все придунайские земли османской провинции Румелия, таким образом, к ноябрю были в руках у русских.