Las crecientes bajas rusas acabaron con las intenciones de este ejército de un asalto frontal. El general [[Eduard Totleben]] llegó para supervisar las operaciones de asedio como Jefe de Estado Mayor del ejército. Todleben era un comandante experto en los asedios: previamente había ganado renombre en la [[Sitio de Sebastopol (1854-1855)|defensa]] de [[Sebastopol]] ([[1854]]-[[1855]]) en la [[Guerra de Crimea]]. Decidió rodear completamente la ciudad y sus defensores, hecho que consiguió el 24 de octubre. Osmán pidió permiso para abandonar Pleven y retirarse, pero el [[alto mando]] otomano no se lo permitió. Los suministrrossuministros comenzaron a escasear en la ciudad, por lo que Osmán realizó un intento de romper el círculo ruso en dirección a Opanets. El 9 de diciembre, los turcos, en la noche, realizaron una salida, extendiendo puentes sobre el [[río Vit]] y cruzándolo para atacar en un frente de uno 3.5 km hasta atravesar la primera línea de trincheras rusa, pasándose a la lucha cuerpo a cuerpo. La superioridad numérica rusa hizo que los turcos se retiraran con Osmán herido por una bala perdida en una pierna, que mató a su caballo. Se extendieron rumores que afirmaban su muerte, por lo que se generó el pánico. Los turcos se vieron empujados hasta el interior de la misma ciudad, perdiendo a 5.000 hombres por los 2.000 que perdió la coalición. Al día siguiente, Osmán rindió la ciudad, la guarnición y su espada al coronel rumano Mihail Cerchez. Fue tratado honorablemente, pero una gran parte de sus tropas morirían en las nieves. Los soldados heridos más seriamente fueron abandonados en sus hospitales de campaña y fueron asesinados por los [[búlgaros]] en represalia por las masacres de población búlgara ese mismo año en las poblaciones de [[Panaguiúrishte]], [[Perushtitsa]], [[Bratsigovo]] y [[Masacre de Batak|Batak]].<ref>Lord Kinross, ''The Ottoman Centuries'', 1977, pp. 522, Morrow Quil</ref>
