В 1790 году, после овладения крепостями Килия, Тульча и Исакча, главнокомандующий русской армией князь Г. А. Потемкин-Таврический отдал приказ отрядам генералов И. В. Гудовича, П. С. Потемкина и флотилии генерала де-Рибаса овладеть Измаилом. Однако их действия были нерешительными. 26 ноября военный совет решил снять осаду крепости ввиду приближения зимы. Главнокомандующий не утвердил этого решения и предписал генерал-аншефу А. В. Суворову, войска которого стояли у Галаца, принять командование частями, осаждавшими Измаил. Приняв командование 2 декабря, Суворов вернул к Измаилу войска, отходившие от крепости, и блокировал ее с суши и со стороны реки Дунай. Прибыв на место будущего сражения и ознакомившись с положением вещей, Суворов увидел, что трудности штурма превосходят все его предположения. Даже с теми подкреплениями, которые он подтянул из Галаца, он располагал 30 тысячами человек; значительная часть из них— казаки, не приспособленные в то время по своему вооружению к бою в пешем строю. . Осадной артиллерии почти не было; снарядов для полевой артиллерии — только один комплект. Войска непривычны к осадным действиям, плохо обучены, голодны и разуты. Крепость зорко охраняется и отлично, «без слабых мест», укреплена.
Но все эти трудности не могли испугать бывалого генерал-аншефа. Закипела работа. Невдалеке от крепости был насыпан вал — точная копия измаильского. По ночам войска упражнялись в штурме этого вала, последовательно воспроизводя все фазы: подход ко рву, забрасывание его фашинами, переход, приставление и связывание лестниц, подъём на вал, разрушение палисадов и т. д. Беспрерывно шло заготовление фашин и лестниц. Днём упражнялись в штыковом бою. Суворов проводил целые часы среди солдат, наставляя их, ободряя, подгоняя шутками и окриками, внушая каждому мысль о необходимости штурма, внедряя в каждого уверенность в успехе. Чтобы усыпить бдительность турок, Суворов велел построить две батареи, которые должны были свидетельствовать о намерении его продолжать осаду. Но это не достигло цели - перебежчики и пленные рассказали туркам о приготовлениях к штурму, рассказали даже о задачах и направлении отдельных колонн, как это разъяснял офицерам и солдатам Суворов. Это не смущало полководца: основная идея, самая сущность замысла осталась тайной для войск; искусно составленная диспозиция маскировала её даже от начальников колонн.
Закончив в 6 дней подготовку штурма, Суворов 7 декабря 1790 г. послал в Измаил официальное предложение о сдаче, присовокупив свою собственную записку: «Сераскиру, старшинам и всему обществу. Я с войсками сюда прибыл. Двадцать четыре часа на размышление—воля; первый мой выстрел—уже неволя; штурм— смерть. Что оставляю вам на рассмотрение».
Айдос-Мехмет-паша ответил уклончивой просьбой установить на десять дней перемирие; один из его помощников витиевато заявил парламентёру, что скорее Дунай остановится в своём течении, чем сдастся Измаил.
Ультиматум был отклонен. 9 декабря собранный Суворовым военный совет постановил незамедлительно приступить к штурму, который был назначен на 11 декабря.
Всего восемь дней прошло с момента появления Суворова в русском лагере, но за эти дни войска преобразились. Один из очевидцев штурма впоследствии рассказывал, что среди солдат и офицеров развилось нечто вроде соревнования: каждый рвался вперёд, в самые опасные места, совершенно пренебрегая собственной жизнью. С таким войском можно было атаковать любую крепость. Но теперь предстояла не менее важная задача: надо было умело использовать эти войска, умело составить и выполнить план штурма.
Атакующие войска делились на 3 отряда (крыла) по 3 колонны каждый. Каждая колонна состояла из пяти батальонов; в голове шли 150 стрелков, обстреливавших защитников вала; за ними 50 сапёров с шанцевым инструментом, потом три батальона с фашинами и лестницами; в хвосте — резерв из двух батальонов.. Отряд генерал-майора де Рибаса (9 тысяч человек) атаковал с речной стороны; правое крыло под начальством генерал-поручика П. С. Потемкина (7 500 человек) должно было нанести удар с западной части крепости; левое крыло генерал-поручика А. Н. Самойлова (12 тысяч человек) — с восточной. Кавалерийские резервы бригадира Вестфалена (2500 человек) находились на сухопутной стороне. Всего войско Суворова насчитывало 31 тысячу человек, в том числе 15 тысяч — нерегулярных, плохо вооруженных. Суворов задумал начать штурм в 5 часов утра, примерно за 2 часа до рассвета. Темнота нужна была для внезапности первого удара и овладения валом; затем же вести бой в темноте было невыгодно, поскольку затруднялось управление войсками. Предвидя упорное сопротивление, Суворов хотел иметь в своем распоряжении как можно больше светлого времени суток.
10 декабря с восходом солнца началась подготовка штурма огнем с фланговых батарей, с острова и с судов флотилии (всего около 600 орудий). Она продолжалась почти сутки и завершилась за 2,5 часа до начала штурма. Штурм не стал для турок неожиданностью. Они каждую ночь были готовы к нападению русских; кроме того, несколько перебежчиков раскрыли им план Суворова.
Впоследствии неоднократно обращали внимание на одно любопытное обстоятельство: если бы штурм был назначен днем позже, то он, пожалуй, не состоялся бы, потому что вечером 11 декабря спустился густой туман, земля сделалась скользкой и взобраться на вал стало почти невозможно; этот туман держался очень долгое время.
В 3 часа ночи 11 декабря 1790 г. взвилась первая сигнальная ракета, по которой войска оставили лагерь и, перестроясь в колонны, выступили к назначенным по дистанции местам. В половине шестого утра колонны двинулись на приступ. Прежде других подошла к крепости 2-я колонна генерал-майора Б. П. Ласси. В 6 часов утра под градом неприятельских пуль егеря Ласси одолели вал, и наверху завязался жестокий бой. Апшеронские стрелки и Фанагорийские гренадеры 1-й колонны генерал-майора С. Л. Львова опрокинули неприятеля и, овладев первыми батареями и Хотинскими воротами, соединились со 2-й колонной. Хотинские ворота были открыты для кавалерии. Одновременно на противоположном конце крепости 6-я колонна генерал-майора М. И. Голенищева-Кутузова овладела бастионом у Килийских ворот и заняла вал вплоть до соседних бастионов. Наибольшие трудности выпали на долю 3-й колонны Мекноба. Она штурмовала большой северный бастион, соседний с ним к востоку, и куртину между ними. В этом месте глубина рва и высота вала были так велики, что лестницы в 5,5 саженей (около 11,7м) оказались коротки, и пришлось под огнем связывать их по две вместе. Главный бастион был взят. Четвертая и пятая колонны (соответственно полковника В. П. Орлова и бригадира М. И. Платова) также выполнили поставленные перед ними задачи, одолев вал на своих участках.
Десантные войска генерал-майора де-Рибаса в трех колоннах под прикрытием гребного флота двинулись по сигналу к крепости и построились в боевой порядок в две линии. Высадка началась около 7 часов утра. Она производилась быстро и четко, несмотря на сопротивление более 10 тысяч турок и татар. Успеху высадки немало способствовали колонна Львова, атаковавшая во фланге береговые дунайские батареи, и действия сухопутных войск с восточной стороны крепости. Первая колонна генерал-майора Н. Д. Арсеньева, подплывшая на 20 судах, высадилась на берег и разделилась на несколько частей. Батальон херсонских гренадер под командованием полковника В. А. Зубова овладел весьма крутым кавальером, потеряв 2/3 людей. Батальон лифляндских егерей полковника графа Рожера Дамаса занял батарею, которая анфилировала берег. Другие части также овладели лежавшими перед ними укреплениями. Третья колонна бригадира Е. И. Маркова высадилась у западной оконечности крепости под картечным огнем с редута Табия.
При наступившем дневном свете стало ясно, что вал взят, неприятель вытеснен из крепостных верхов и отступает во внутреннюю часть города. Русские колонны с разных сторон двинулись к центру города — справа Потемкин, с севера казаки, слева Кутузов, с речной стороны де-Рибас. Начался новый бой.
Особенно ожесточенное сопротивление продолжалось до 11 часов утра. Несколько тысяч лошадей, выскочивших из горящих конюшен, в бешенстве мчались по улицам и увеличивали смятение. Почти каждый дом приходилось брать с боем. Около полудня Ласси, первым взошедший на крепостной вал, первым же достиг и середины города. Здесь он встретил тысячу татар под начальством Максуда Гирея, князя чингисхановой крови. Максуд Гирей защищался упорно, и только когда большая часть его отряда была перебита, сдался в плен с 300 воинами, оставшимися в живых.
Для поддержки пехоты и обеспечения успеха Суворов приказал ввести в город 20 легких орудий, чтобы картечью очистить улицы от турок. В час дня, в сущности, победа была одержана. Однако бой еще не был закончен. Неприятель пытался нападать на отдельные русские отряды или засел в крепких зданиях как в цитаделях. Попытку вырвать обратно Измаил предпринял Каплан Гирей, брат крымского хана. Он собрал несколько тысяч конных и пеших татар и турок и повел их навстречу наступавшим русским. Но эта попытка не удалась, он пал, было убито более 4 тысяч турков, включая пять сыновей Каплан Гирея. В два часа дня все колонны проникли в центр города. В 4 часа победа была одержана окончательно. Измаил пал.

Потери турок были огромны, одних убитых оказалось более 26 тысяч человек. В плен взято 9 тысяч, из них на другой день 2 тысячи умерли от ран. По легенде из всего гарнизона спасся только один человек. Легко раненый, он упал в воду и переплыл Дунай на бревне. В Измаиле было взято 260 орудий, до 3 тысяч пудов пороху, 20 тысяч ядер и множество других боевых припасов, до 400 знамен, обагренных кровью защитников, 8 лансонов, 12 паромов, 22 легких судна и множество богатой добычи, доставшейся войску, всего на сумму до 10 млн пиастров (свыше 1 млн руб.). У русских было убито 64 офицера (1 бригадир, 17 штаб-офицеров, 46 обер-офицеров) и 1816 рядовых; ранено 253 офицера (из них три генерал-майора) и 2450 низших чинов. Общая цифра потерь составила 4582 человека. Некоторые авторы определяют число убитых до 4 тысяч, а раненых до 6 тысяч, всего 10 тысяч, в том числе 400 офицеров (из 650). В своем донесении о штурме Суворов отметил героизм русских солдат словами: "Солдаты мои проявили массовый героизм, забыв чувство страха и самосохранения".
Согласно заранее данному Суворовым обещанию, город по обычаю того времени был предоставлен во власть солдат. Вместе с тем Суворов принял меры для обеспечения порядка. Кутузов, назначенный комендантом Измаила, в важнейших местах расставил караулы. Внутри города был открыт огромный госпиталь. Тела убитых русских увозились за город и погребались по церковному обряду. Турецких же трупов было так много, что был дан приказ бросать тела в Дунай, и на эту работу были определены пленные, разделенные на очереди. Но и при таком способе Измаил был очищен от трупов только через 6 дней. Пленные направлялись партиями в Николаев под конвоем казаков.
Суворов рассчитывал за штурм Измаила получить чин генерал-фельдмаршала, но Потемкин, ходатайствуя о его награждении перед императрицей, предложил наградить его медалью и чином гвардии подполковника или генерал-адъютанта. Медаль была выбита, и Суворов был назначен подполковником Преображенского полка. Таких подполковников было уже десять; Суворов стал одиннадцатым. Сам же главнокомандующий русской армией князь Г. А. Потемкин-Таврический, приехав в Петербург, получил в награду фельдмаршальский мундир, шитый алмазами, ценою в 200 тысяч рублей, Таврический дворец; в Царском селе было предусмотрено соорудить князю обелиск с изображением его побед и завоеваний. Низшим чинам были розданы овальные серебряные медали; для офицеров, не получивших орден св.Георгия или Владимира, установлен золотой крест на георгиевской ленте; начальники получили ордена или золотые шпаги.
Измаил сыграл свою историческую роль, хотя он и не был серьёзным стратегическим пунктом. Взятие его обеспечило скорый переход Турции к мирным переговорам и выгодные для России условия Ясского мира, заключённого в 1792 году. Россия окончательно закрепила за собой Крым, установила границу с Турцией по Днестру и укрепилась в Причерноморье от устья Днестра до Кубани (сюда переселились запорожские казаки), на месте турецкой крепости возник порт, впоследствии ставший городом Одессой, был утверждён протекторат над Грузией. Но сам Измаил остался под властью турецкого султана и вновь был взят штурмом в Русско-турецкую войну 1806-1812 гг. После окончания Крымской войны Измаил вошёл в состав Молдавского княжества, зависимого от Турции, бастионы и стены крепости были взорваны. В результате победы в Русско-турецкой войне 1877-1878 гг. Измаил был присоединён к России. Теперь, увы, он снова вдали от русских границ.
Победе под Измаилом был посвящен гимн «Гром победы, раздавайся!», считавшийся до 1816 года неофициальным гимном Российской империи.
«Не бывало крепости крепче, не было обороны отчаяннее обороны Измаила, но Измаил взят», - эти слова из донесения Суворова Потемкину высечены на памятнике, установленном в честь великого русского полководца.