После Люле-Бургаса генерал Радко-Дмитриев не стал гнать свою 3-ю болгарскую армию дальше в немедленное наступление. Армии нужен был некоторый отдых после серьезных боев, многотрудных маршей и полностью разкисших дорог. А ведь войска не только прошли этими дорогами, но и пронесли чуть ли не на руках артиллерию и обозы. К тому же войскам нужно было пополнение, подвоз продуктов и боепитания. Для преследования отступающего врага нужна была конница, но ее у болгар было мало. Как сказал один болгарский кавалерийский офицер: «будь у нас больше конницы, турки до Чаталджи могли и не добежать.»
6 ноября в Люле-Бургас прибыл юный болгарский царь Борис I. Довольный и сверкающий как тульский самовар коронованный юноша поздравил отличившихся офицеров и солдат вручением орденов, медалей и денежных призов. Парад победоносных болгарских войск, который было хотели организовать придворные лизоблюды, не состоялся. Радко-Дмитриев сразу сказал, что ничего не будет, и что Болгария еще не выиграла эту войну. Набравший вес при болгарском дворе русский наставник болгарского наследника, неожиданно для всех ставшего царем, граф Орлов сумел растолковать Борису ситуацию, и царь согласился, что праздновать по-серьезному еще пока рановато.
Теперь в тылу у болгар оставалась крупная и серьезно укрепленная крепость Адрианополь, а впереди ждала чаталджинская позиция и за ней уже Стамбул. По соглашению с сербами началась переброска по железной дороге под Адрианополь двух сербских дивизий и осадного сербского парка. А из Варны поездами начал движение в том же направлении русский осадный парк. Осаждающие крепость болгарские войска не сидели без дела и потихоньку сжимали периметр осады. Штурмовать нахрапом подобную крепость было чревато, но за несколько дней осады ночной атакой болгары ухитрились захватить два окружающих крепость форта — Картал-тепе и Папас-тепе. Теперь обстрел главной крепости проблемой не являлся. Ночью можно было устраивать неожиданные побудки османам в главной крепости даже из 120 мм минометов, если в темноте подобраться поближе. Но посветлу, правда, требовалось отходить назад на основные позиции.
Несмотря на очередной разгром османы и в этот раз решили продолжать войну, а не сдаваться на милость победителю. 25-километровая чаталджинская позиция между Черным и Мраморным морями была подготовлена самой природой и к тому же неплохо укреплена. «Неплохо» — это по меркам этого времени. Над местностью возвышались командные высоты с хорошим обзором и труднодоступные. Подступы шли по горным глухим тропам, дорог мало, движение без дорог по скалам и крутым скатам очень трудно. Имелся хороший обстрел для артиллерии. 27 фортов и редутов рассчитаны каждый на 1–2 роты. На некоторых уже была уставлена артиллерия, у других она была вынесена на отдельные батареи. Имелись даже бетонные форты новой постройки, но основные укрепления были древоземляные. Турецкому флоту было приказано поддержать сухопутную армию на флангах. В общем, нахрапом такую позицию не возьмёшь. Может быть на плечах отступающих войск это еще можно было сделать, но так сделано не было. Поэтому было решено притормозить и не пытаться брать позицию на штык. В этом месте можно было положить половину болгарской армии без всякого результата. А вот поиграть в контрбатарейную стрельбу здесь было в самый раз. Определенные средства для этого были.
Вообще в этот момент вмешались русские военные советники. Они, как и болгары заранее неплохо изучили саму чаталджинская позицию и настаивали, на ее планомерном и вдумчивом штурме. Позиций без слабых мест не бывает. То, что турецкий флот будет поддерживать фланги этой позиции, было очевидно. И это будет не игра в одни ворота, а сыр в мышеловке. Лишние османские корабли не нужны в Черном море ни болгарам, ни русским. А подлодки уже наготове. Не только «болгарские» «Щуки», но и русские «Мурены».
17 ноября генерал Радко-Дмитриев объединивший под своим началом две болгарские армии — I-ю и III-ю начал неторопливый артобстрел чаталджинской позиции и разведку боем. Так продолжалось два дня, пока артиллеристы не нащупали все вражеские батареи, сумев часть из них подавить, а пехотинцы не нащупали слабые места в обороне осман. 20-го ноября началась неожиданная резкая атака при серьезной артиллерийской поддержке. За час болгарская и русская артиллерия смогли заставить замолчать почти все турецкие батареи, а пехотинцы после этого захватили передовые позиции на фланге и два редута. Но дальше болгары не пошли, а наоборот начали серьезно окапываться, приглашая атаковать уже осман. Тем действительно ничего не оставалось как идти в контратаку.