24 вересня на військовій раді в Опішні вирішили надіслати в обложені фортеці двадцятитисячне російсько-українське військо. Наказним гетьманом призначався полтавський полковник Іван Іскра, якому підпорядковувалися Полтавський, Ніжинський, Гадяцький, Лубенський і Сердюцький полки. З російського боку скеровувався Сєвський полк Л. Долгорукова і полк генерала П. Гордона. До Січі військо мало рухатися степом, а від Січі до фортець — плавно і похідним табором понад берегом [8, арк. 103 – , 142 – ; 17, 142 – ].

Після відходу головних частин І. Мазепи та Я. Долгорукова до обложених фортець стали прибувати частини татарської кінноти. 23 серпня кошовий отаман Яковенко, який стояв з січовим товариством плавно на Дніпрі, побачив чотири турецьких кораблі. Атакувавши їх, запорожці захопили одну галеру, а три змусили втікати в Пониззя. 4 вересня кошовий увів до Таванська підмогу, скеровану гетьманом і воєводою з Томаківки, а 9 вересня і сам з козаками увійшов до фортеці.

Турецько-татарське військо без перерви штурмувало фортеці і вело артилерійську стрілянину по них. Обложені змушені були насипати в містечку ще один вал, щоб ховатися від бомб, снарядів та гранат, якими їх засипали турки. 8 вересня білгородська орда і яничари розпочали загальний штурм Кизикермена, сподіваючись швидко його взяти. В. Бухвостов відправив з Таванська на допомогу кизикерменському гарнізону 1000 бійців, котрим вдалося зірвати штурм. Тоді турки вдалися до підкопу і 14 вересня підірвали одну з кизикерменських бомб. У вирву, яка утворилася, кинулися яничари, а татари по драбинах намагалися залізти на стіни фортеці. Пролом було негайно, тут же, під вогнем ворога, засипано землею. Нападники відступили до Дніпра.

Після нападу турецько-татарське командування всі сили спрямувало на штурм Таванська. За час облоги там було вирито і підведено під стіни фортеці глибокі шанці. З двох боків ворог зайняв рів і підкопав три бастіони. Перед штурмом, 23 і 24 вересня, супротивник пропонував гарнізону здатися, але одержав відмову. 25 вересня зірвано підкоп і розпочався загальний штурм оточеного з усіх боків Таванська. Яничар, які вдерлися в пролом і які лізли по драбинах на стіни, підтримувала артилерія турецької флотилії. Але в п’ятигодинній битві залога фортеці витримала і відбила штурм. Обложені спорудили ще одну фортецю. А після відступу ворогів засипали проломи і в зовнішній стіні.

1 жовтня турки підірвали знову вириті підкопи і вдалися до нової спроби генерального штурму. Але і він скінчився безрезультатно. Тоді сераскир Алі-паша дав наказ насипати поряд з фортецею вал, вищий за таванські бастіони, щоб мати змогу вести обстріл по гарнізону згори вниз. Робота вже йшла повним ходом, коли турецькі розвідники дізналися про наближення 20-тисячного війська І. Іскри і Л. Долгорукова. Алі-паша наказав яничарам сісти на кораблі, а татарам зняти табір і в ніч з 9 на 10 жовтня відступити. Турки по Дніпру через лиман пішли в Очаків, а орди — в улуси.

Самійло Величко наводить дані допиту перебіжчика з турецького табору, який засвідчив, що біля Тавані і Кизикермена знаходилися Юсуп-паша, Кечі-паша, Дервіш-Ахмед-паша з сераскиром Алі-пашою. Під час штурму Таванська і Кизикермена турки втратили 6 тисяч осіб. Під городками стояли 22 каторги — 10 султанських і 12 бейських. У кожній каторзі було по 150 осіб і 10 – гармат, багато рушниць. Окремо було 15 галер, з котрих дві великі — на 230 осіб. На галерах знаходилося по 4 гармати. Було багато човнів і близько 40 фуркатів. Всього — 50 тисяч турків, усі татарські орди і більше 200 гарматних стволів. За його ж словами, турки покинули фортеці, дізнавшись про наближення російсько-українського війська, але Алі-паша весною наступного року знову планував похід під нижньодніпровські фортеці [2, 448 – ]. Дані С. Величка підтверджуються і архівними джерелами [13, арк. 109 – ]. Кількість загиблих турків — “більше шести тисяч” — називають Самовидець [4, 160] і полковник І. Іскра, котрий повідомив гетьману, що турки і татари дуже пошкодили укріплення фортець ломовими гарматами, ядра яких важили від 3 до 5 пудів. За свідченнями Д. Бантиша-Каменського, козаки втратили убитими 253 і пораненими 425 осіб. Даних по російських полках С. Стрекалова та Г. Аньонкова немає. На зиму в Таванську залишився В. Бухвостов з ратними людьми і “часть козаков полку ніжинського переміняючися” [4, 160].

Отже, другий Дніпровський похід, який завершився в жовтні 1697 року, ми можемо охарактеризувати зміцненням зайнятих нижньодніпровських фортець і їх обороною від спроб турецьких та татарських військ вибити звідти російсько-український гарнізон і взяти реванш. Тягар походів на дніпровські фортеці, їхнє завоювання, зміцнення і оборона тяжким ярмом висіли на українському народі. Селяни і козаки Лівобережної України постачали не лише живу силу, але й будівельні матеріали, продукти, гроші, боєприпаси, вози, коней, амуніцію тощо. “От порушения и походу войск, значное в имениях людских учинилося умаление”, — відзначалося на старшинській раді 1 січня 1697 року [3, 465]. На початку 1698 р. один лише Полтавський полк п’ять разів відсилав до Таванська запаси. Великі продовольчі збори проходили серед населення слобідських полків і Бєлгородського розряду [10, арк. 79 – , 508 – ].

Незважаючи на такі матеріальні та людські втрати, українське козацьке військо продовжувало разом з російською армією боротьбу проти Османської Порти і Кримського Ханату. На раді старшини в січні 1698 р. ухвалено рішення йти в новий плавний похід на Таванськ