В то время как 1-я русская армия под командованием Румянцева действовала против османой на Балканах, на князя Василия Михайловича Долгорукого, командовавшего 2-й армией была возложена охрана российских границ с Крымским ханством. Поскольку крымские татары выступали активными союзниками Турции и направляли турецкой армии подкрепления на берега Дуная, где шли главные сражения войны, императрица поручила Долгорукову занять Крымский полуостров.
В конце апреля 1771 Долгорукий сосредоточил главные силы своей армии у Царыценки, (на реке Орле, впадающей в Днепр ниже Кременчуга), между тем как корпус генерал-лейтенанта Максима Васильевича Берга собирался у Бахмута. 5 мая, войска, собранные у Царыценки, двинулись по левой стороне Днепра, а генерал Берг, отрядив часть своего корпуса для вторжения в Крым чрез Геничайский пролив, следовал с остальными своими войсками к Нижнему Днепру и присоединился к армии, 25 мая.
5 июня, армия, достигнув пункта (в расстоянии 70-ти верст от Перекопа), на котором войска наши должны были отойти от берегов Днепра и продолжать дальнейшее движение чрез степи, остановилась для сооружения укрепления (Шахигирейского ретраншамента) и оставила там свой подвижной магазин. 9 июня главные силы армии выступили к Перекопу и расположились лагерем в четырех верстах от него.
Перекопская линия была сооружена между Чёрным морем и Сивашем (Гнилым морем). Она пересекала поперек перешеек, соединяющий полуостров Крым с материком, и простиралась на 7? верст. В пяти верстах от Черного моря и в двух от Сиваша, находилась крепость Ор. Князь Долгорукий решился штурмовать эту линию, несмотря на то, что её обороняли 70 тыс. татар. Главным пунктом атаки избрана была западная часть линии, примыкающая к Черному морю, куда была направлена бóльшая часть пехоты, в обход крепости Ор. Для отвлечения внимания неприятеля, несколько батальонов было послано против восточной части линии, а генерал-майор князь Александр Александрович Прозоровский, с конницей и с частью пехоты, получил приказание идти в обход чрез Сиваш.
Часть пехоты, построенная в трёх каре, была оставлена позади, для охранения наступавших войск с тыла и для прикрытия вагенбурга. В ночь на 14 июня русские войска двинулись по указанным направлениям. Батальоны, назначенные для ложной атаки, завязали с неприятелем живую перестрелку и заставили его стянуть силы к восточной части линии. Вслед затем, войска, посланные для действительного штурма, спустились под неприятельскими выстрелами в ров, набросав в него фашин. Затем им надлежало взобраться на вал, в вышину от 30-ти до 40-ка футов. Штурмовые лестницы оказались коротки, но русские воины, несмотря на это, взлезли на вал с помощью штыков. Неприятель, изумлённый смелостью нападения, обратился в бегство.
В продолжение штурма перекопских линий, генерал Прозоровский, пользуясь отливом, который, от северного ветра, был весьма значителен, повёл свои войска по илистому вязкому дну Сиваша. Солдаты, во мраке ночи, двинулись бодро по этому необыкновенному пути, и к рассвету 14 июня построились в боевой порядок, фронтом к Орской крепости. Неприятель атаковал их густыми толпами пехоты и конницы, но был опрокинут и его преследование продолжалось на протяжении 30-ти верст.
15 ииня гарнизон крепости Ор численностью 800 человек сдался на капитуляцию, и по условию должен был быть препровождён на жительство в город Гезлёв (Евпатория).
После кратковременного отдыха, 17 июня армия направилась внутрь полуострова, к Кафе (Феодосия), имея в авангарде кавалерию и часть пехоты, под командой генерала Прозоровского. В это же самое время, генерал Браун, с другим отрядом, был послан к Козлову, но на пути был окружён со всех сторон многочисленными татарскими полчищами и находился в весьма затруднительном положении, тем более, что ему надлежало, в это же время, отражать неприятельские атаки и содержать в повиновении гарнизон Орской крепостцы, следовавший к Гезлёву под его наблюдением.
Генерал Браун, построив свой отряд численностью в 2,5 тыс. человек в каре, поместил внутри его повозки и Орских татар, и в таком порядке сделал несколько переходов. Город Гезлёв был найден совершенно оставленным жителями, и потому Браун, заняв его без сопротивления. 22 июня он двинулся к Кафе на соединение с главными силами армии, и привёл с собой татар орского гарнизона.
В продолжение марша от Перекопа к Кафе по пути следования армии было устроено несколько почтовых станций, обнесённых валом и рвом, и сооружено довольно значительное укрепление для помещения магазинов на реке Салгир. 29 июня князь Долгорукий разбил при Кафе 95-тыс. татарское войско, чем принудил к сдаче города Арабат, Керчь, Ени-Кале, Балаклаву и Тамань и занял Крым.
Генерал князь Фёдор Фёдорович Щербатов, посланный для вторжения в Крым чрез Арабатскую косу, также действовал с большим успехом. Его отряд, состоявший из одного пехотного полка, двух гренадерских рот, ста егерей, 8-ми эскадронов регулярной кавалерии и 1,5 тыс. казаков выступив 27 мая от устья речки Токмака следовал вниз по течению реки Молочные-Воды и далее к проливу Геничи, куда прибыл 12 июня, в тот самый день, в который главные силы князя Долгорукого подошли к перекопским линиям.
Немедленно приступили к построению в этом проливе моста, длиною в 50 сажень из лодок, доставленных с флота. 14 июня войска князя Щербатова двинулись далее, по узкой Арабатской косе, имеющей, в некоторых местах, не более полуверсты в ширину, и прошли по ней от Геничи до Арабата около 100 верст. В последний день этого марша отряд, совершив усиленный переход в 44 версты, под вечер 17 июня приблизился к Арабатской крепости и, несмотря на усталость, немедленно пошел на штурм и овладел крепостью в ночь на 18 июня.
Оттуда князь Щербатов следовал далее к проливу, соединяющему Черное море с Азовским, в начале июля овладел, без сопротивления, крепостями Керчью и Еникале, и переправясь с помощью азовской флотилии на остров Тамань, занял город того же имени. Но вскоре повальная болезнь, свирепствовавшая в отряде, заставили Щербатова возвратиться к Кафе.
Главные же силы 2-й армии после взятия Кафы оставались в лагере близ этого города до начала сентября. Князь Долгорукий употребил это время для распространения успехов русского оружия, посылая беспрестанно отряды в различные стороны и покоряя важнейшие пункты полуострова. Селим-Гирей III, возведённый в ханы незадолго пред тем Портой, был низложен и бежал в Стамбул, а на его место был назначен, с содействием русского Правительства, Сахиб-Гирей II. Новый хан подписал с князем Долгоруковым Карасубазарский трактат, провозглашавший Крымское ханство независимым от Османской империи государством, состоящим под покровительством России.
В начале сентября князь Долгорукий, оставив князя Щербатова с частью армии в Крыму для занятия завоёванной страны, двинулся с главными своими силами в Украйну, где расположился на зимние квартиры.
За завоевание Крыма князь Василий Михайлович Долгорукий получил шпагу с алмазами, алмазы к ордену Св. Андрея Первозванного и почётное наименование — "Крымский".