Ушаков, опасаясь, что враг убежит, не приняв боя, воспользовался преимуществом ветра, изменил курс так. что арьергардные корабли неприятеля оказались под угрозой быть отрезанными. Видя это, капудан-паша для соединения с арьергардом повернул обратно, я весь турецкий флот пошел обратным курсом. Линейные корабли, расстраивая линию при перемене курса, поспешно выправляли строй, причем флагманы занимали места поближе к кораблю капудан-паши. Оба флота сближались под острым углом. Ушаков, продолжая спускаться на неприятеля, отдал приказ кораблям строиться в боевую линию и, когда этот маневр четко и быстро был проделан, приказал поворотить через контрмарш и построить линию боя на правый галс, параллельно неприятельской.
Благодаря ловкости и натренированности матросов маневр этот был произведен быстро, чисто и так что Ушаков снова оказался на ветре у неприятеля. Оба флота шли теперь параллельно, двумя грозными боевыми линиями. Задача противников была в том, чтобы разбить эту линию врага и добивать рассеянные корабли, сосредотачивая силы по мере надобности в разных пунктах сражения.
Так как авангардные корабли турок были быстроходнее, то могло случиться, что, пройдя вперед русской линии, они поднимутся выше ее, «выиграют ветер», и, повернув обратным курсом, поставят головную часть русского флота между двух огней. Чтобы избежать этого, Ушаков приказал трем-фрегатам («Иоанн Воинственник», «Иероним», «Покров пресвятой богородицы») выйти из линии и составить резерв, держась в авангарде, на ветре у флота.
К трем часам дня обе боевые линии сблизились на картечный выстрел. Гулко и тяжко потрясая воздух и воду, загремели пушки. Дым окутал море и корабли. Забурлила поверхность моря, взрытая ядрами, и картечь застучала по мачтам и палубам кораблей. Сражение началось. Дело было за артиллеристами, и русская артиллерия, как всегда, показала свое превосходство над противником. Вскоре турецкие корабли, разрушаемые губительным огнем, стали склоняться под ветер, линия нарушилась. Между тем русские продолжали канонаду, сближаясь накоротке. На мачте адмиральского корабля бессменно висел сигнал о погоне и усилении огня. В конце дня турки, окончательно сломав линию, стали поворачивать, с тем чтобы иметь ветер в корму и уходить по ветру.
Во время этого маневра русские корабли успели дать несколько губительных продольных залпов по кормам турецких судов. Особенно пострадали при этом корабли капудан-паши и «Капитание» Сеид-Бея, находившиеся против бортов «Рождества Христова» и «Преображения господня». На «Капитание» были сильно повреждены рангоут и такелаж, а также разрушена корма. Повреждена была корма и у капудан-паши. Ушаков поднял сигнал:
«Гнаться под всеми парусами и вступать в бой на самом коротком расстоянии».
«Рождество Христово», преследуя корабли капудан-паши и Сеид-Бея, очутился в самой гуще турецкого флота.
Ушаков стоял на юте в сбившейся набекрень треуголке, его закопченное дымом лицо пылало. Он отдавал приказания холодно и кратко, сквозь стиснутые зубы, и только по сверкающим глазам можно было догадаться о его взволнованности.
Дым волнами ходил по палубе, путаясь наверху в парусах, картечь стучала по палубе, и деревянные обломки валились на ют. Офицеры, забывая о себе, с тревогой посматривали на невозмутимую, неподвижную фигуру адмирала. Грохот потрясал море и воздух. Багрово-серый дым то и дело сносило ветром, и показывались то корма, то борт, то мачта и рваные паруса неприятельского судна. Ушаков упорно гнался за «Капитание». Сеид-Бей, отстреливаясь, пытался уйти. Отвага и настойчивость Ушакова, сближавшегося на пистолетный выстрел и бесстрашно врывавшегося в самую гущу вражеских кораблей, воодушевляли капитанов других русских судов. Был момент, что адмиральский корабль вел бой сразу с тремя вражескими кораблями, пока не подоспел «Преображение господне». Три вражеских корабля оказались отрезанными от флота и понесли жестокий урон.
Стемнело, но грохот залпов не прекращался. Наконец неприятелю удалось оторваться и скрыться в темноте. Ушаков приказал зажечь фонари на флоте и держаться соединенно. Он рассчитывал к утру настигнуть неприятеля и снова быть у него на ветре. К ночи ветер стал крепчать, развело волнение. Стало похлестывать на бак, пришлось убавить паруса. Все предвещало наступление шторма. Ушаков приказал стать на якоря и тушить огни.
Многие крейсерские суда были отпущены, чтобы укрыться от непогоды под очаковским берегом.
К утру сила ветра уменьшилась, но все же погода была свежая. Небо покрывали сплошные серые тучи, и рассвет наступил, недужный, сумрачный. Волнение не унималось, еще в темноте море белело гребешками. Адмирал и все офицеры еще затемно находились на юте. Когда развиднелось, картина открылась неожиданная. Турецкий флот качался на якорях, борясь с волнами, рядом, на ветре. Некоторые суда были всего на расстоянии ружейного выстрела, а русский фрегат «Амвросий Медиоланский» находился в самом расположении турецкого флота, окруженный неприятельскими кораблями.