Потемкиным был выработан «греческий проект», предполагавший уничтожить мощь Турции и возложить корону нового византийского царства на одного из внуков Екатерины. Таврида (Крым) была присоединена светлейшим к России в 1783 году. Потемкин понимал, что присоединение Крыма вызовет решительное противодействие Турции, что турки могут ответить объявлением войны, и своевременно позаботился о дипломатических мерах по ее предотвращению. В результате секретных переговоров удалось заключить русско-австрийский военный союз, по которому оба государства обязались помогать друг другу и «присоединить в случае успеха приграничные к империи области, которыми владела незаконно Турция, а также восстановить Грецию и организовать из Молдавии, Валахии и Бессарабии отдельную монархию под управлением государя греческой религии».
Само же присоединение Крыма было произведено спокойно, без кровопролития. Лаской, убеждениями, золотом и демонстрацией военной мощи России хитроумный Потемкин сумел склонить крымского хана Шагин-Гирея к уступке полуострова России. Мурзы и муллы всего крымского ханства присягнули на верность Екатерине на Коране. Церемония проходила на горе под Карасубазаром. Торжества сопровождались угощениями, играми, скачками и пушечным салютом, зарезали 100 быков и 800 баранов. 16 июля 1783 года Потемкин уже докладывал Екатерине II: «Вся область Крымская с охотой прибегла под державу Вашего императорского величества; города и с многими деревнями учинили уже в верности присягу».
В апреле императрица издала манифест «О присоединении полуострова Крымского, острова Тамана и всей Кубанской стороны под Российскую державу». Потемкин, ссылаясь на Екатерину, приказал командующему русскими войсками в Крыму «обращаться с жителями дружелюбно, не чиня обид». Всем местным мурзам императрица даровала дворянские права, никто не требовал от крымчан перехода в православие, никто не покушался на их веру. У них отняли одно – возможность безнаказанно грабить соседей и торговать невольниками.
После этого Потемкин принялся энергично благоустраивать край. Были созданы благоприятные условия для того, «чтобы способствовать размножению коммерции и ободрить промыслы». Он основал города Херсон, Николаев, Екатеринославль (Днепропетровск). Дикие степи превратились в плодоносные поля, где паслись многочисленные стада, желтели засеянные нивы, сгибались под тяжестью плодов деревья в многочисленных садах, процветали богатые селения. Чтобы прикрыть границы от неприятельских нападений, Потемкин укрепил армию. Переменил одежду войск, велел отрезать косы, одел солдат в куртки, просторные шаровары и в мягкие полусапожки. Распорядился, чтобы офицеры учили подчиненных, «не прибегая к бесчеловечному битью», а заменяя его «отеческим и терпеливым разъяснением». Григорий Александрович выписал из Франции ученого-садовода, которого назначил директором Таврических садов, и поручил ему разведение на полуострове лучших сортов винограда, а также посадку шелковичных, масляничных деревьев. Провел переговоры с генуэзцем Росси о ввозе в Россию особых пород оливковых деревьев, починил ханский дворец в Бахчисарае, приказал построить новые соляные склады в Перекопе, вдоль дорог посадить каштановые деревья. «Синеет море за бульваром, каштан над городом цветет», – будут потом с увлечением петь в СССР, вспоминая об этой новой достопримечательности юга России, преобразованного Потемкиным.
В 1787 году было предпринято знаменитое путешествие Екатерины в Крым. Потемкин постарался поразить «матушку-императрицу». Большие дороги и хребты гор освещались разноцветными огнями; по водам Днепра скользили великолепные галеры; везде сооружены дворцы; леса превращены в английские сады. «Путешествие императрицы, – описывал сопровождавший ее принц де Линь, – можно назвать волшебством. На каждом почти шагу встречали мы нечаянное, неожиданное. Там видели эскадры, там конные отряды, там освещение, на несколько верст простиравшееся; здесь сады, в одну ночь сотворенные!»
Особенно поразил императрицу вид Севастопольского рейда с эскадрой в 15 больших и 20 мелких судов созданного Потемкиным Черноморского флота. При прощании с императрицей в Харькове Потемкин получил почетное звание светлейшего князя Таврического. Все показанное им выглядело столь роскошно, что в это было просто невозможно поверить, и оттого возникла легенда о потемкинских деревнях.