Понимая особую ценность перевала Шипка, Осман-паша бросил в атаку свою пехоту и часть конницы в пешем строю, пять полков, 16 тысяч человек, не дожидаясь, пока по горной дороге подтянут артиллерию. Ему было известно, что перевал заняли русские, силами до дивизии, тоже пока не подтянувшие артиллерию. На самом деле, перевал оседлали 12 тысяч русских.

С русской стороны перевал обороняли одна кавалерийская дивизия и одна дивизия Терского казачьего войска, под общим командованием атамана Серова. Казачьего атамана командовать передовым отрядом Таврического корпуса генерал Ганецкий назначил, исходя из того, что казаки — терцы, в отличие от кавалеристов в горах воевать умели. Как известно, война в горах — дело особенное. Опыт кавказских войн, которые российская армия вела 40 лет, это убедительно продемонстрировал.

Турки были вооружены дульнозарядными винтовками с черным порохом и холодным оружием. Четыре тысячи казаков — по большей части дульнозарядным гладкостволом на черном порохе и холодным оружием, включая пики. Регулярные русские полки имели на вооружении новейшее оружие с новыми боеприпасами.

Серов, выбив малочисленную турецкую стражу с перевала, посадил две драгунских бригады в два редута, сложенных турками из дикого камня на двух высотах, нависающих с двух сторон над проходящей через перевал дорогой. Драгунам пришлось потрудиться, переделывая редуты, предназначенные для обороны от противника, атакующего с севера, на оборону с противоположной стороны. Благо, что сутки для этого им судьба выделила. А стены редутов были сложены из ничем не скрепленных между собой известняковых глыб. В южном редуте находился сам Серов, а в северном — командир кавдивизии полковник Ржевский.

Гребень Балканского хребта, пересекаемый Шипкинской дорогой, был длинным, широким и травянистым, с отдельными выходами разрушенных известковых скал. Пешком на него можно было без труда подняться почти везде. Характер склонов напоминал крымские горы. В паре сотен шагов ниже гребня начинался густой лиственный кустарник, ниже переходящий в лес, в котором противник мог накапливаться.

Гусарский полк атаман оставил в резерве на северной стороне хребта. Казацкие полки растянул на три версты гребню в обе стороны от перевала, чтобы исключить возможность обхода позиции турками. Лошадей казаки и кавалеристы оставили южнее городка Габрово, расположенного у входа в перевальное ущелье с севера.

Когда турки атаковали, русская пехота еще только входила в Габрово. А корпусная артиллерия была на подходе к городу.

Турецкая артиллерия входила в перевальное ущелье с юга через городок Казанлык.

Утром 2 июля турки подходили к перевалу колонной по вьющейся серпантином по горным склонам дороге. С перевальных высот их было отлично видно. Солнце уже поднялось выше гребня и осветило подходящую к перевалу с юга дорогу. Дождавшись, когда турки приблизились на 300 шагов, пройдя приметную скалу, выступающую из склона правее дороги, Серов приказал сигнальщику выпустить красную ракету. Оставляя дымный след, ракета взвилась вверх, а затем начала опускаться в сторону турок.

Со стен редутов и гребня хребта грянул дружный залп. Турки попали под перекрестный огонь. Новые винтовки драгун на такой дистанции позволяли вести действенный прицельный огонь. А этот рубеж был пристрелян драгунами еще с вечера. Залп четырех тысяч винтовок накрыл турецкую колонну на всю ее видимую длину в полверсты. Остальная часть колонны еще скрывалась за лесистым склоном.

Затем драгуны перешли на беглый огонь. Турки бросились в окружающий дорогу с обеих сторон лес. На дороге остались лишь густо лежащие тела убитых. При такой плотности залпов почти вся голова колонны была выбита.

Осман-паша, выбравший для себя позицию в полутора верстах от перевала на вершине отрога, по высоте почти равной перевалу, возвышающейся над дорогой с запада, увидел разгром головы колонны. Тут же послал гонцов с приказом полковым командирам рассредоточиться в лесу вдоль перевального гребня и готовиться к атаке.

Выжидать ему пришлось почти три часа, пока все полки поднялись по дороге к перевалу, втянулись в лес и заняли исходные позиции по лесу вдоль гребня. Наконец, все командиры полков прислали гонцов с сообщениями о готовности.

Взревели сигнальные трубы. Турки высыпали из леса и пошли вверх по травянистым склонам, громко крича: «Аллах акбар!», выставив перед собой штыки. Командиры размахивали саблями. Драгуны открыли частую стрельбу прямо перед собой и по флангам. Их винтовки стреляли часто и метко.

Казаки выждали пока турки подойдут на полторы сотни шагов и тоже дали залп. Склон под ними окутал дым от сгоревшего черного пороха. До того, как турки дошли до гребня, казаки успели перезарядиться и выстрелить еще раз. Однако, дующий с севере ветер частично прикрыл турок дымной пеленой. Поэтому, второй залп оказался менее эффективным. Казаки отбросили ружья и взялись за пики. Ударив в подбирающихся снизу турок пиками, взялись за сабли.