Дальнейшие переговоры были бесполезны. Штурм крепости был назначен на 11 декабря.
Накануне Суворов собрал из каждого полка лучших старых служак и говорил им о важности предстоящего дела. Его слова воодушивили солдат, безгранично любивших своего предводителя. Все с нетерпением ожидали начала штурма. Наступила ночь с 10 на 11 декабря. В лагере русских была торжественная тишина, хотя едва ли кто спал в эту последнюю для многих ночь. В воздухе свежело, мороз затянул жидкую грязь, что значительно облегчало движение войска.
В три часа ночи взлетела первая ракета, тысячью искр осветившая темное пространство. Все взялись за оружие. Через час взвилась новая ракета, и войска построились в боевой порядок. Еще раз Суворов объехал войска, всюду делая наставления и распоряжения. В пять часов пустили третью ракету, и колонны двинулись на штурм.
Картина страшной, ужасной резни, которая происходила перед стенами и на стенах Измаила не поддается описанию. Это было нечто невероятное. Сам Суворов говорил впоследствии, что только раз в жизни можно предпринять такой штурм. Несмотря на убийственный турецкий огонь, русские неустрашимо взбирались на вал, переходили рвы, лезли на стены. В одном месте офицеры целого отряда были перебиты, люди пришли в замешательство; минута была критическая, но среди колебавшихся явился полковой священник с крестом в руке и повел их вперед.
В другом месте отрядом командовал Кутузов (впоследствии герой отечественной войны); его небольшой отряд быстро редел под градом неприятельских пуль; Кутузов послал к Суворову за помощью и велел сказать при этом, что он не в силах идти дальше. Суворов отправил к нему на помощь двести человек и поздравил с званием коменданта крепости Измаила. Это так воодушевило Кутузова и его отряд, что уже больше никто не думал об отступлении.
Штурм продолжался три часа; в 8 часов утра крепостные стены все уже были в руках русских, но сражение далеко еще не кончилось, так как турки проявляли изумительную стойкость: приходилось брать с боя каждую улицу, каждый дом, каждую площадь, каждую мечеть. Даже женщины с оружием в руках отстаивали каждый клочок земли.
К 4 часам дня бой, наконец, кончился. Двадцать шесть тысяч турок, во главе с сераскиром, сложили свои головы, отстаивая грозный Измаил. Русских пало более восьми тысяч.
В кратких, но сильных выражениях сообщал Суворов о взятии Измаила. Императрице он писал: «Гордый Измаил у ног Вашего Величества!» Потемкину: „Не бывало крепости крепче, не бывало обороны отчаяннее Измаила, но Измаил взят. Поздравляю В. С.“.
Шесть дней потом очищали город от трупов убитых. Войска получили богатую добычу: одних лошадей было взято более десяти тысяч голов; драгоценностей — более чем на миллион рублей и несметное множество боевых и харчевых припасов.