7 августа русская армия встала под стенами Адрианополя, со времен Святослава не видавших русских дружин. Дибич, совместно с начальником штаба армии генерал-адъютантом графом Толем, провели рекогносцировку расположения вражеских батарей, готовясь к штурму города. Город обороняли 10-тысячный турецкий корпус, 1000 человек конницы и до 2000 ополченцев. Однако потрясенные внезапным появлением русской армии, турки выслали парламентеров для переговоров о сдаче города. Дибич выдвинул ультиматум, чтобы все турецкие войска сложили оружие и сдали все имущество, принадлежавшее турецкому правительству. При условии выполнения этих требований Дибич разрешал турецкому гарнизону свободно отступить в направлении к Филиппополю или к Демотике. В противном случае, русская армия начинала общий штурм города. Срок ультиматума истекал через 14 часов, в 9 часов утра 8 августа. Не дожидаясь ответа турецкой стороны, Дибич отдал распоряжение в 5 часов утра начать подготовку к штурму. Передвижение русских войск произвело на турецких пашей настолько сильное впечатление, что в 7 часов они прислали своих парламентеров в надежде изменить условия ультиматума. Но Дибич твердо заявил парламентерам, «что войска идут к назначенным им пунктам и никакой отмены в предложенных условиях сделано быть не может». 8 августа турки капитулировали. В Адрианополе было захвачено 58 орудий, 25 знамен, 8 бунчуков, несколько тысяч ружей и большие запасы продовольствия.
Пытаясь предотвратить поход русских войск на Константинополь, султан Махмуд II санкционировал начало переговоров о мире. Россия также стремилась к миру. Армия Дибича в Адрианополе насчитывала к моменту начала переговоров о мире всего 7000 человек. К тому же Николай I не ставил своей задачей захват турецкой столицы, что могло повлечь за собой распад Османской империи и новые международные осложнения. Целью российской внешней политики было лишь ослабление своего соседа. Для царской России было гораздо опаснее появление на месте Османской империи ряда независимых государств, в которых могло усилиться влияние Англии, Австрии и Франции.
Ведение переговоров о мире было возложено на Дибича. В помощь ему были назначены тайный советник граф Ф. П. Пален и генерал-адъютант А. Ф. Орлов. Турецкую сторону представлял главный хранитель финансов Османской империи Мехмед Садык-эфенди. Адрианопольский мирный договор был подписан 2 сентября 1829 г. Россия получала дельту Дуная, на Кавказе береговую полосу от устья Кубани до Поти, Ахалцихский пашалык с крепостями Ахалцик и Ахалкалаки. Порта отказывалась также от ранее завоеванных Россией территорий в Закавказье. Османская империя признавала права прохода русских и иностранных торговых судов через Босфор и Дарданеллы. Греция и Сербия получали право на автономию. Договором подтверждались права на автономию Дунайских княжеств. Уже после подписания мира генерал Гейсмар разбил у перевала Орхание отряд Мустафы-паши, который решил на свой страх и риск продолжить войну, и 17 сентября занял Софию.
Заслуги графа Дибича были отмечены орденами Св. Георгия 2-й степени и св. Андрея Первозванного. Дибич был пожалован также «прозванием вместе с потомством Забалканского», а 30 июня 1829 г. чином фельдмаршала. Черниговскому полку, шефом которого он был, приказано именоваться «фельдмаршала графа Дибича-Забалканского полком». 12 сентября Дибич получил ленту Св. Георгия.
Однако польская кампания 1830–1831 гг. несколько омрачила славу знаменитого фельдмаршала.
Часть герцогства Варшавского с литовскими областями были включены в состав России на Венском конгрессе 1815 г. в качестве «Царства Польского». Царство Польское имело свое автономное устройство, свою армию, администрацию, денежную систему и конституцию. Однако польские патриоты добивались полного отделения от России. Русское правительство относилось достаточно снисходительно к появлению там тайных обществ. Так, польские офицеры и члены нелегальных польских организаций, причастные к восстанию декабристов, были выпущены из-под стражи. В 1830 г. во Франции и Бельгии произошли революции, которые отразились на настроениях в Польше. Поводом к восстанию послужило решение Николая I использовать Польшу как плацдарм для подавления революции в Европе. В эту борьбу Николай I предполагал вовлечь и поляков. Он отдал приказ польской армии готовиться к выступлению против Бельгии вместе с русской армией. Наместник в Польше великий князь Константин Павлович высказался против этих планов. Хотя мобилизация польской армии так и не была начата, 17 ноября 1830 г. разъяренная толпа ворвалась в Бельведерский дворец с намерением убить русского наместника. Великому князю удалось, однако, спастись. Собравшийся во дворце сейм объявил династию Романовых низложенной. Главой правительства был провозглашен Адам Ежи Чарторыский, а главнокомандующим с диктаторскими полномочиями генерал Юзеф Хлопицкий. Но Хлопицкий отклонил от себя эту честь и настоял на назначении Михаила Радзивилла. Сам Хлопицкий формально остался при Радзивилле советником. Константин Павлович, не желая пролития крови, распустил верные ему польские войска, сдал полякам крепости Модлин и Замостье, после чего с гвардейским отрядом отступил в пределы России.
В декабре 1830 г. для усмирения Польши Николай I двинул русские войска под командованием фельдмаршала И. И. Дибича. Надеясь закончить войну сразу нанесением противнику решительного удара, Дибич решил не обременять армию обозами и артиллерией. Провианта было взято на 15 дней, а фуража на 12. В артиллерии были оставлены третьи дивизионы батарей. Таким образом, в составе батареи находилось 8 орудий вместо 12. Пехотные полки выступали в составе 2 батальонов. В конце января русские войска численностью свыше 100 тыс. человек перешли границу Царства Польского. В первых числах февраля русские войска вошли в соприкосновение с противником. 7 февраля произошло сражение при Вавре, после которого польская армия отступила на Гроховскую позицию, непосредственно прикрывавшую Варшаву. Русские войска потеряли 3600 человек, польские 3700. 13 февраля Дибич атаковал сильную Гроховскую позицию в лоб. Три атаки русских войск были отбиты войсками Хлопицкого. Исход сражения решила подошедшая на помощь 3-я гренадерская дивизия, которую в атаку повел сам Дибич. Польские войска отступили к Варшаве, оставив русские войска без продовольствия и боеприпасов. В этой ситуации Дибич не рискнул идти на штурм столицы и приостановил наступление.
Пополнив запасы продовольствия и снаряжения, Дибич решил овладеть Варшавой. В первых числах марта он стал сосредотачивать войска у Тырчина, где намечалась переправа через Вислу. Тыл армии должен был прикрывать корпус барона Розена. Тем временем, новый главнокомандующий польской армией Ян Скржинецкий скрытно сосредоточил у предместья Варшавы Праги 40-тысячный корпус и нанес 20 марта при Дембе-Вельке неожиданный удар по корпусу генерала Розена. Дибич вынужден был приостановить переправу через Вислу и идти на выручку Розену. 31 марта русские войска соединились у Седлица. Дибич намеревался вновь перейти в наступление, но получил приказ императора ждать подхода гвардии. Во время этой стоянки в войсках вспыхнула холера. К концу апреля эпидемия охватила 5000 человек.
В конце апреля Дибич получил сведения от лазутчиков, что Скржинецкий намерен атаковать русские войска 1 мая. Дибич решил упредить поляков. Русские войска перешли в наступление и оттеснили польские авангарды от Янова. Однако Скржинецкий 1 мая неожиданно перешел в наступление против гвардейского корпуса великого князя Михаила Павловича. Дибич поверил в наступление польской армии только тогда, когда конница Лубенского вышла в тыл гвардейскому корпусу у Нура-на-Нареве. Быстрым маневром Дибич 10 мая отбросил Лубенского и пошел на неприятельскую армию. 14 мая при Остроленке он настиг отступавшую армию Скржинецкого. В завязавшемся сражении поляки были разбиты. Отведя разбитые войска к Варшаве, Скржинецкий решил спасти положение диверсией на Литву. Он двинул туда дивизию Гелгуда в 12 000 бойцов, которая за две недели увеличилась вдвое. 7 июля Гелгуд атаковал Вильно, но был разбит генералом Остен Сакеном и отступил в Пруссию. На самой границе Гелгуд был застрелен своим адъютантом.
После сражения при Остроленке главные силы русской армии были сосредоточены у Пултуска и Голымина. К этому времени холера косила людей тысячами. 28 мая 1831 г., утром, Дибич почувствовал дурноту, а уже 29 мая его не стало. 17 июля в Витебске от холеры скончался и цесаревич Константин Павлович. В командование армией временно вступил Толь. 13 июля армию принял граф Паскевич. В августе 1831 г. 85-тысячная русская армия «обложила» Варшаву, которую оборонял 39-тысячный гарнизон. Штурм начался 25 августа и продолжался 36 часов. Потери русских составили 539 офицеров и 10 005 рядовых. Поляки потеряли 7800 убитых и раненых, 3000 пленных и 132 орудия. После капитуляции польская армия сохранила оружие и должна была отойти в Плоцк и ожидать там решения Николая I. Отдельные польские генералы попытались продолжить сопротивление, но вскоре вынуждены были перейти прусскую границу и сложить оружие. В конце сентября 1831 г. Польша была усмирена.
