Высадка войск и осадной артиллерии у Рюгенвальде была произведена с 21 июля по 11 августа. 13 августа к Кольбергу на расстояние пяти миль подошел русский флот и стал на глубине 8 сажен. Стрельба на такой дистанции была невозможна, и русские шлюпки приступили к промеру глубин, чтобы подвести суда поближе к крепости. На следующий день шлюпки отбуксировали бомбардирский корабль «Самсон» к батарее Персант-Минд. «Самсон» открыл «непрерывный мортирный огонь», а к вечеру к нему присоединились однотипные бомбардирские суда «Юпитер» и «Дондер». С них в город попало 38 бомб.

На следующий день к обстрелу города подключились корабли «Астрахань» и «Рафаил», а также фрегаты «Архангел Михаил» и «Россия». Параллельно по крепости с берега действовала осадная артиллерия русских.

16 августа к русским присоединилась шведская эскадра из шести кораблей и трех фрегатов под флагом контр-адмирала Нильса Силандера Шольта. 22 августа на барказах шведской эскадры на берег был свезен десант из 2012 матросов и солдат с офицерами под командованием капитана 1-го ранга Спиридова. Также на берег были свезены 51 Кугорнова мортирка и 19 орудий сухопутной артиллерии. Десант высадился близ деревни Инкенгаген.

В осажденной крепости стала ощущаться нехватка продовольствия, и в начале сентября принц Вюртембергский отправил почти всю конницу и часть пехоты в район Трептова, в тыл русских, для фуражировки, том есть отъема продовольствия у населения. Полковник Бибиков отрезал этому отряду отступление, разбил его и взял в плен 500 человек, в то числе генерала Варнери, командовавшего отрядом, две пушки и 20 фур с продовольствием. Разбитые пруссаки отступили в Штеттин.

24 сентября ушли пять шведских кораблей, а 28 сентября и русский флот отправился зимовать в Ревель. На рейде Кольберга остались корабли «Варахаил», «Нептунус», фрегат «Архангел Михаил» и два шведских корабля.

Воспользовавшись уходом основных сил русского флота и разразившимся 2 октября сильным штормом, пруссаки сумели доставить морем из Штеттина немного провианта.

В октябре русские овладели гордом Трептовом на реке Рега, взяв в плен генерала Кноблоха с двухтысячным отрядом, который пытался прорваться в Кольберг.

На помощь Кольбергу Фридрих II отправил корпус генерала Платтена. В конце сентября Платтену удалось прорваться в город. Но прибытие новых ртов лишь осложнило продовольственную проблему.

3 ноября отряды принца Вюртембергского и генерала Платтена бежали из лагеря под Кольбергом. Каждый гусар был обязан посадить на своего коня дополнительно одного гренадера.

С 5 по 13 ноября русские овладели несколькими внешними укреплениями крепости. От непрерывной бомбардировки в Кольберге постоянно возникали большие пожары.

5 (16) декабря 1761 г. начальник гарнизона Гейден капитулировал. В числе пленных были 76 офицеров и около 2800 нижних чинов. Трофеями русских стали 136 орудий. К этому времени принц Вюртембергский был уже на зимних квартирах в Мекленбурге, а генерал Платтен – в Саксонии.

Согласно русскому плану кампании 1761 г., предполагалось перейти реку Одер, очистить путь шведской армии, а затем двинуться на Берлин, чтобы завершить войну.

Фельдмаршал А. Бутурлин, сменивший Салтыкова, обследовал гавани в Рюгенвальде, Любе и других портах и убедился, что зимой ими пользоваться нельзя. Зимние квартиры было решено устроить в районе Данцига и на Висле.

В связи с требованиями Австрии оказать ей помощь в Силезии и в районе Кюстина в план пришлось ввести поправки.