Российский флот пользовался поддержкой местного населения и выступал в качестве представителя имперской власти, приняв в российское подданство 27 островов Эгейского Архипелага. Основанная в Аузе крепость превратилась в столицу «российского архипелага»: были построено Адмиралтейство и верфь для ремонта и строительства кораблей, административные здания и дома офицеров, проведен водопровод. На соседнем острове Наксосе была открыта школа. Всего в 1769−1773 гг. в Эгейское море были отправлены из Кронштадта пять эскадр, включавших более 40 кораблей и 12200 человек (вместе с десантом). Столь значительное и продолжительное присутствие российского флота, блокировавшего пролив Дарданеллы и в серии сражений фактически уничтожившего основные военно-морские силы Османской империи в Средиземном море, превратило периферийный конфликт за влияние в Приднестровье и южных (малопольских) воеводствах Речи Посполитой в смертельное противостояние двух империй. При этом в условиях войны на два фронта Османская империя оказывалась в куда более уязвимом положении.
Проведя несколько победоносных кампаний в Северном Причерноморье, российские сухопутные войска под командованием Петра Румянцева одержали ряд важных побед на территории современной Северной Болгарии. 21 июля 1774 г. был подписан Кючук-Кайнарджийский мирный договор (в болгарском селе Кайнарджа), который признавал все Северное Причерноморье, включая Крым, зоной влияния Российской империи (Крым разрывал вассальные отношения с Османской державой и номинально считался российским протекторатом). Россия получила право иметь флот на Черном море и право прохода через проливы Босфор и Дарданеллы в Средиземное море. Российская империя признавалась покровителем христиан в Дунайских княжествах под властью Османской империи (Валахии и Молдавии, в будущем объединенных в Королевство Румыния). Кроме того, Османская империя обязывалась выплатить контрибуцию в 4.5 миллиона рублей.
Другим результатом этой внезапной и неожиданно триумфальной войны стала разработка в начале 1780-х гг. стратегического плана перекраивания существующего геополитического порядка. Известный как «греческий проект», этот план, разработанный Екатериной II и ее ближайшим окружением и представленный на рассмотрение императору Священной Римской империи Иосифу II, касался наследия Османской империи после ее падения. Во время войны 1768−1774 гг. Вольтер в переписке с Екатериной настаивал на необходимости присоединения европейских владений Османской державы к России и переносе столицы империи в Константинополь. Однако «греческий проект» Екатерины не предусматривал изменения границ самой Российской империи. Вместо этого на севере Балкан предполагалось создание буферного независимого государства между Россией и Австрией (примерно в границах будущей Румынии), с передачей Австрии территорий на западе Балкан. Основную же часть Османской империи планировалось превратить в возрожденную Византийскую империю, правитель которой должен был официально отказаться от притязаний на российский престол. Основой стратегической близости новой Византии должно было стать православие, а также родственные чувства правителей: Екатерина II настояла, чтобы ее внуки получили имена Александра (р. 1777 г., будущий император Александр I) и Константина (р. 1779). Александру (названному в честь Александра Невского и Александра Македонского) предстояло править Российской империей, Константину (названному в честь римского императора Константина, основателя Константинополя) — Византией. Екатерина II писала о Константине:
Меня спрашивали, кто будет крестным отцом. Я отвечала: только мой лучший друг Абдул-Гамид [султан Абдул-Хамид I, правивший в 1774−1789 гг.] мог бы быть восприемником, но так как не подобает турку крестить христианина, по крайней мере, окажем ему честь, назвав младенца Константином.