Результатом боевых действий на Крымско-черноморском театре явилось повсеместное вытеснение турецких войск из района северо-западного побережья Чёрного моря. После падения Очакова в декабре 1788 года турецкий флот сделал своей региональной базой гавань Хаджибея. Захват Хаджибея становился первоочередной задачей для очищения побережья между Днестром и Днепром от турецкого флота. Подготовка к захвату крепости началась летом с 1789 года с усиленной разведки. 14 сентября 1789 года по приказу Потёмкина из Очакова к Хаджибею вышли три конных и три пеших полка казаков Черноморского войска под командованием войскового атамана З. Чепеги и войскового судьи А. Головатого при шести пушках. Дабы скрыть манёвр, войска продвигались только ночью и 23 сентября достигли Пересыпи.

На следующей день к казакам присоединились регулярные русские войска — один батальон Троицкого пехотного полка во главе с командиром полка полковником А. С. Хвостовым и Николаевский гренадерский батальон секунд-майора Воейкова с полным штатом артиллерии. Из них и упомянутых шести казачьих полков составился передовой отряд под общим командованием генерал-майора де-Рибаса. Основные силы русской армии под командованием генерала И. В. Гудовича шли на один дневной переход позади.

Вечером 24 сентября 1789 года казачья разведка донесла де-Рибасу, что гарнизон крепости состоит всего из 300 человек при 12-ти пушках, но оборону усиливает турецкий флот — около 40 судов в море и еще 33 лансона (парусно-гребные суда типа «река-море»), стоявших на якоре близ берега. Де-Рибас принял решение начать штурм крепости, не дожидаясь подхода основных сил.

На перешейке между морем и Куяльницким лиманом генерал разместил всю имеющуюся в его отряде артиллерию, направив её огонь в море — чтобы не позволить флоту противника помочь защитникам крепости. В то же время были точно распределены действия отрядов при штурме крепости. Секунд-майор Воейков должен был, открыв себя неприятелю и отвлекая его внимание на себя, занять окрестности замка, отрезая возможность как высадки десанта с турецких кораблей, так и возможность бегства из крепости гарнизона. Основная роль отводилась батальону под командованием полковника Хвостова, который при поддержке с флангов двух полков черноморских казаков должен был, двигаясь вдоль берега, подойти скрытно к крепости и штурмом овладеть крепостным валом. Расчет был и на внезапность, и на слаженность действий всех отрядов.

Атака началась в 4 часа утра 25 сентября и была столь слаженной и стремительной, что когда турки заметили приближающиеся колонны русских, было уже слишком поздно. В считанные минуты батальон полковника Хвостова, где находился и де-Рибас, овладел крепостью.

Однако взятием крепости бой не закончился. Утром, как только рассвело, турецкий флот подошел к берегу и попытался огнём кораблей отбить крепость. И хотя перевес сил был на их стороне, вернуть себе Хаджибей турки не смогли. Этому способствовал сильный ветер, затрудняющий маневрирование турецких судов, и спешно присланная Гудовичем батарея из 12-ти пушек под командованием майора Меркеля, развернутая на берегу, у подножья захваченной крепости, против турецкого флота и своим умелым огнём отогнавшая турок. При этом как генерал Гудович, так и де-Рибас в своих последующих рапортах единодушно отмечали батарею майора Меркеля, ведшего точный и прицельный огонь.

После взятия Хаджибея де-Рибас доложил Гудовичу: «урон наш состоит в пяти убитых, ранен офицер один, унтер-офицер один, рядовых 31 человек», турок «убито около ста». В рапорте наверх Гудович сохраняет данные русских потерь, но о турках пишет «около двухсот». Воспоминания же очевидцев штурма выглядят иначе — атакующие потеряли 15 человек убитыми и 50 ранеными, турок было убито до 70, ранено до 120 душ, остальной гарнизон сумел пробраться на корабли.

Официальные трофеи русских таковы: взяты в плен двухбунчужный паша (аналог дивизионного генерала) Ахмет-бей, бин-паша, 5 агов, 5 байрактаров, 1 капитан судна и 66 нижних чинов, 12 пушек, 22 бочки с порохом, 800 ядер, 7 знамен и 2 флага, подбито два турецких лансона, один из которых вскоре затонул, а другой вынужден был подойти к берегу и сдаться.

Захваченный де-Рибасом Хаджибей окончательно отошел к России по Ясскому мирному договору 1791 г. В январе 1795 года по личному указу Екатерины II город был переименован в Одессу в память древнего эллинского селения Одиссос, находящегося вблизи этого места.