12 июня начата была закладка трех батарей русскими войсками. Тщетно неприятель старался воспрепятствовать возведению этих сооружений. Вылазки гарнизона отражались русскими, и, несмотря на убийственный огонь из крепостных орудий, дело было доведено до конца — батареи сооружены окончательно. С 19 июня был открыт с них огонь по крепости, а ночью под 20 июня русскими бомбами и брандскугелями зажжен во многих частях город. Пожар продолжался до рассвета и сопровождался взрывами; сгорело много домов и помещение коменданта паши. Можно было полагать, что пожар этот навел панику на жителей Анапы и гарнизон, и поэтому Гудович предложил в письме на имя Мустафы-паши сдать без боя город, обещая свободный выход гарнизону и жителям и грозя в противном случае беспощадностью победителей. Паша склонен был к такому исходу дела, но шейх Мансур, пользовавшийся сильнейшим влиянием на войска и население, настоял на упорном сопротивлении. В ответ на мирное предложение Гудовича турки открыли из пушек огонь по русским войскам.
Не желая длить блокады при отсутствии осадной артиллерии и подвергать отряд с флангов и тыла беспрерывным нападениям горцев, Гудович решил взять Анапу штурмом. На такое решение имели влияние и полученные командующим вести о направлении турецкого флота с устьев Днестра в Анапу. Нужно было не допустить серьезной помощи флота с десантом осажденному городу.
21 июня начались подготовления к штурму. Гудович, генералы и начальствующие сновали по лагерю, подбодряя и одушевляя войска. Ночью лагерь был снят и войска разведены по определенным местам для атаки крепости. На месте оставлены были только 4000 человек под командой генерал-майора Загряжского для отражения горцев. Остальные 8000 человек подразделены были на пять колонн, из которых 1-я и 2-я колонны, начиная с левого фланга, были поручены генерал-майору Булгакову, 3-я и 4-я колонны генерал-майору Депрерадовичу и 5-я колонна генерал-майору Шицу. За каждой колонной оставлен был резерв и, кроме того, общий резерв под командой бригадира Поликарпова.
В полночь был открыт огонь с батарей, под прикрытием которого колонны начали приближаться к крепости. В час ночи пальба на батареях прекратилась; перестали стрелять и турки из Анапы. За полчаса до рассвета с русских батарей снова началась усиленная канонада города. Русские войска двинулись быстро на штурм. Турки заметили их у крепостного рва и при помощи светящихся ядер, брошенных в ров, открыли почти в упор картечный огонь. Это, однако, не остановило наступления войск, которые спустились в ров и стали приставлять осадные лестницы.
Четвертая колонна под командой полковника Самарина первой взошла на крепостной вал и утвердилась на нем, выдержавши отчаянную рукопашную борьбу с гарнизоном и жителями города. За четвертой последовала третья колонна, командир которой полковник Келлер и заступающий его место майор Веревкин были сильно ранены и выбыли из строя. Вторая колонна под командой полковника Муханова овладела бастионом. Первая колонна овладела валом и расположенным за ним кавальером только при помощи резерва. Но пятая колонна, долженствовавшая войти в крепость с берега, в тыл гарнизону, встретила самые серьезные затруднения. Замеченная раньше времени наступления турками, она была встречена столь убийственным огнем, что, не имея возможности дойти до контрэскарпа, начала отступление. Генерал Шиц вызвал резерв и сам лично стал впереди колонны и повел ее на приступ. В то же время подошли батальон пехоты и три эскадрона спешенных драгун, посланных в помощь Гудовичем из главного резерва. Наконец, Гудович направил полковника Поликарпова со всей кавалерией главного резерва. Частью спешенные, а частью на лошадях кавалеристы ворвались в крепость и приняли участие в общем рукопашном бое.
В течение пяти часов турки дружно и отчаянно защищались. Русские попеременно, несколько раз то овладевали передовыми частями укреплений, то отступали от них. Исход штурма становился сомнительным. Гарнизон, по-видимому, решил сопротивляться до последней крайности. Тогда Гудович двинул на штурм остальные части главного резерва — 600 человек мушкатер и три эскадрона спешенных драгун. Свежие силы решили бой. 22 июня в 8 часов утра Анапа была взята русскими войсками.
