Когда 24 апреля 1877 года Российская империя объявила войну Турции, её поддержали вассальные государства Османской империи, в том числе и Румыния. Для неё это было шансом обрести независимость. Михаил Когэлничану, бывший тогда министром иностранных дел, лично разрешил российским войскам находиться на территории Объединённого княжества. К тому времени российский император Александр II прибыл в княжество для командования российскими войсками в Плоешти. 11 мая в Национальном собрании состоялось голосование, на котором было принято решение объявить Турции войну. 20 мая на румынско-турецкой границе начались первые столкновения. С южного берега Дуная турецкая артиллерия начала вести обстрел населённых пунктов противника. В ответ со стороны Румынии был обстрелян Видин. 21 мая в Национальном собрании было принято решение разорвать любые отношения с Османской империей и провозгласить независимость. Однако румынские войска начали активные военные действия только с августа. Это объяснялось нехваткой сил у российской армии, в результате к боям были привлечены румыны. В дальнейшем румынские солдаты и офицеры на равных с российскими принимали участие в боевых действиях. Так, князь Объединённого княжества Кароль I при осаде Плевны выполнял обязанности главнокомандующего. Русско-турецкая война завершилась 3 марта 1878 года. Её завершение ознаменовалось дипломатическим скандалом между Россией и Румынией. Российское правительство заявило о намерении вернуть в состав империи территории, потерянные после Крымской войны — три уезда в Южной Бессарабии. В обмен российская сторона обещала передать Объединённому княжеству Добруджу, отвоёванную у Турции. Кароль I и Михаил Когэлничану отказались пойти на территориальный обмен между двумя государствами. В ответ Россия пригрозила насильственно разоружить всю румынскую армию и ввела свои войска в Кагульский, Измаильский и Болградский уезды. Позже она объявила эти территории своими, что было зафиксировано в Сан-Стефанском и Берлинском договорах. В 1878 году, согласно Сан-Стефанскому договору, княжество Румыния обрело полную независимость. В Берлинском договоре, где пересматривались итоги войны, Румыния повторно была признана независимым государством. Также повторно признавалась аннексия Румынией Добруджи и Россией Буджака. Через три года после обретения независимости в конституцию были внесены поправки, благодаря которым Кароль I мог стать королём. 10 мая 1881 года, в день, когда Кароль I прибыл в Бухарест и провозгласил себя князем, состоялась коронация. Объединённое княжество превратилось в королевство Румыния.