Отряд генерал-майора Текелли, вышедший после совершенного похода в тыл турецких войск, перестроился в два каре и двинулся в сторону неприятеля, прикрываясь густым кустарником.
Русские первыми начали сражение, организовав фронтальную атаку. Вперед выдвинулось каре Долгорукова. Турки не ожидали скорого нападения и от неожиданности пришли в смятение. Их многочисленная кавалерия произвела несколько нападений на наступающих, но ее легко отбивали. Вскоре султанское командование поняло, что в такой ситуации можно атаковать сам Бухарест, оставленный русскими без прикрытия. С этой целью выделяется часть конных отрядов.
Князь Долгоруков, вовремя заметив такое устремление турок, немедленно отделил из каре подполковника Д.К. Кантемира с легкими войсками и пятью эскадронами кавалерии. Необходимо было задержать фланговый маневр турецкой конницы и прикрыть дорогу на Бухарест.
Кантемир выполнил поставленную ему задачу, но число нападавших конных турок возросло до 3000 человек. Тогда генерал-поручик Эссен отправил в помощь Кантемиру каре И.В. Гудовича, командира Астраханского пехотного полка. Пушечный огонь заставил конницу османов остановиться. Последовавшая атака русских заставила ее отойти назад. Прорыва врага на Бухарест не произошло.
Когда опасность на левом фланге исчезла, генерал-поручик Эссен возобновил атаку на неприятельский ретраншемент у деревни Попешти. Ответным ходом турок стала атака турецкой конницы по всему фронту. Масса легких конников, успешно отбитая в центре и на левом фланге, устремилась на правое каре Долгорукова, ослабленное выделением отряда подполковника Кантемира. Турки старались окружить здесь русских.
Князь Долгоруков приказал подпустить нападавших на картечный выстрел. Когда густая масса вражеской конницы приблизилась, последовало три поспешных залпа из всех орудий правофлангового каре. Турки так и не доскакали до русских рядов. Понеся от картечи большие потери, они обратились в бегство.
Атака русских войск продолжалась. Каре Игельстрома и Трубецкого, приблизившись к турецким окопам, открыли пушечную стрельбу, подавляя ответный огонь. Когда он стал заметно ослабевать, генерал-майор Игельстром выслал для штыковой атаки из своего каре охотников.
Окончательно развеяла по полю брани турецкую конницу и пехоту атака каре генерал-майора Текелли, подошедшего к этому времени к Попешти. Его батальоны и эскадроны довершили полный разгром неприятеля, которого преследовали еще 8 верст, пока на землю не легла ночная темень.
Потери турецких войск в сражении при Попешти составили до 2000 убитыми, 350 человек попало в плен. Трофеями победителей стали 10 знамен, 14 пушек, а их потери исчислялись всего в 55 убитых и 199 раненых.
Генерал-поручик Р.И. Эссен, донося об одержанной победе генерал-фельдцейхмейстеру Г.Г. Орлову, фавориту императрицы Екатерины И, отмечал отменное мужество и неустрашимость многих генералов и офицеров. Среди других он выделил премьер-майора М.И. Голенищева-Кутузова: «… который был не только неоднократно посылаем в разные места для осмотрения их положения и, несмотря на встречавшиеся с ним опасности, доставлял начальнику своему вернейшие сведения, но даже в самый день сражения напрашивался на все опасные случаи».
По представлению генерал-майора и кавалера П.А. Текелли премьер-майор Старооскольского пехотного полка Михаила Голенищев-Кутузов за боевые отличия в кампании 1771 года, «что он в сражениях поступал с отличной храбростью», был произведен 8 декабря того же года в подполковники.
Поздней осенью активные военные действия сторон прекратились. 1-я армия расположилась на зимних квартирах. Ряд сводных гренадерских батальонов, находившихся в Валахии, отправили по своим дивизиям. Среди них был и гренадерский батальон графа Салтыкова, в составе которого Кутузов сражался в 1771 году. Старооскольский пехотный полк вошел в состав 4-й бригады и был размещен на зимних квартирах в Молдавии, в Фальчинском цынуге (округе).
На этом завершилось пребывание подполковника М.И. Голенищева-Кутузова в армии фельдмаршала Румянцева. В 1772 году офицера переводят в Крым, где располагалась армия генерал-аншефа князя Василия Михайловича Долгорукова.
Участие в Русско-турецкой войне 1768–1774 годов стало для будущего победителя Наполеона отличной школой постижения воинской науки. Полководческое искусство генерал-фельдмаршала Петра Александровича Румянцева-Задунайского во многом помогло раскрыться кутузовскому таланту. Об этом он сам впоследствии не раз говорил и писал.
Участвуя в победных сражениях румянцевской армии при Рябой Могиле, на реках Аарге и Кагуле, под Бухарестом, в штурме Бендерской крепости, молодой офицер увидел, как профессиональная выучка и наступательный дух русских воинов при точных и решительных действиях главнокомандующего приносят блестящий успех даже при численном превосходстве неприятеля и при менее выгодных позициях.