Однако из войсковых транспортов до места дошел лишь пароход «Ак-Денис», доставивший три тысячи солдат в порт Трапезунд.
6 ноября в 9 ч 20 мин «Гебен» взял курс на Ялту, на южную оконечность Крыма, но в 9 ч 30 мин получил радиограмму из Стамбула, гласившую, что в 8 часов были замечены 10 русских военных кораблей у Зунгулдака. Сушон сразу же отправился на поиски русской эскадры, но ее не нашел и рванулся к Босфору. Германо-турецкое командование решило, что русские после Зунгулдака пойдут обстреливать укрепления Босфора. К выходу из Босфора были подтянуты два старых броненосца «Хайреддин-Барбаросса» и «Topг-Peйc», которые вместе с «Гебеном» должны были дать генеральное сражение русской эскадре. Но, как мы уже знаем, ждали они напрасно, русские броненосцы уже стояли в Севастополе.
В отместку за обстрел русскими Зунгулдака Сушон приказал «Бреслау» обстрелять порт Поти. 7 ноября в 7 ч 20 мин «Бреслау» с дистанции 2—2,5 км (по немецким данным), а вероятнее с 4,5—5,5 км (по русским данным), выпустил по Поти восемьдесят один 105-мм снаряд. Особых разрушений в порту не было. С берега ему ответила полевая батарея. Попаданий в крейсер не было, но в 8 часов он прекратил огонь и ушел полным ходом.
В ответ на бомбардировку Поти русская эскадра в том же составе (5 броненосцев, 2 крейсера и 12 эсминцев) утром 17 ноября обстреляла Трапезунд. Собственно, обстрел был проведен «Ростиславом» и «Памятью Меркурия», а остальные корабли прикрывали их.
Контр-адмирал Сушон решил перехватить русских. 17 ноября в 15 ч 30 мин «Гебен» и «Бреслау» вышли из Босфора. На следующий день в 11 ч 40 мин у берегов Крыма в районе мыса Сарыч крейсер «Алмаз» обнаружил дымы вражеских кораблей, а радиостанции эскадры перехватили переговоры «Гебена» и «Бреслау».
Вскоре противники в тумане заметили друг друга. В 12 ч 20 мин с дистанции 40 кабельтовых (7,4 км) «Гебен» и флагманский корабль Эбергарда «Евстафий» почти одновременно открыли огонь. В течение 10 минут боя русские корабли сделали 30 выстрелов из 305-мм орудий, из которых в «Гебен» попало только три. Кроме того, было сделано несколько десятков выстрелов из 152-мм и 203-мм орудий, из которых 11 попали в цель. Почти все попадания принадлежали «Евстафию». Дело в том, что все пять русских броненосцев должны были стрелять централизованно, причем управление централизованным огнем находилось на «Иоанне Златоусте», шедшем за «Евстафием». Но по приказанию Эбергарда стрельба была начата «Евстафием» самостоятельно. Ряд историков считает это ошибкой, спасшей «Гебен» от гибели. Другие, наоборот, утверждают, что это было правильным решением, так как «Иоанн Златоуст» постоянно передавал по радио неверную дистанцию до «Гебена» — 60 кабельтовых, то есть ошибался на 20 кабельтовых. На «Гебене» было убито 105 человек и ранено около 50 человек. 305-мм снаряд попал в каземат 152-мм орудий и вызвал там пожар. Заряды, находившиеся в каземате, не взорвались, так как находились в гильзах. У немцев все орудия имели гильзовое заряжание, а не картузное, как у русских и англичан. Латунные гильзы спасли несколько германских кораблей в ходе Ютландского боя.
«Гебен» успел выпустить девятнадцать 280-мм снарядов, 150-мм пушки использовать ему не удалось.
«Евстафий» получил четыре попадания 280-мм снарядами. Первым была пробита средняя дымовая труба и взрывом снесена бортовая радиосеть. Вторым и третьим, попавшими одновременно, были достигнуты попадания в батарейную палубу с пробитием 127-мм брони и повреждением внутренних помещений и оборудования и в правый носовой 152-мм каземат на стыке двух броневых 152-мм плит. Четвертый снаряд при разрыве у борта об воду осколками изрешетил небронированный борт в носовой части вблизи ватерлинии. Потери: убито 5 офицеров и 29 человек команды, ранено 24 человека команды. Остальные русские корабли и немецкий крейсер «Бреслау» повреждений не имели.
После 10минутной дуэли «Гебен» и «Бреслау» начали отход и скрылись в густом тумане.
20 ноября крейсер «Гамидие» в 6 часов утра открыл огонь по городу Туапсе с дистанции 8—11 кабельтовых (15—20 км). В течение часа он выпустил 80 снарядов по нефтяным цистернам, но пожара не последовало. Кроме того, была обстреляна радиостанция.
18 ноября минные заградители «Ксения» и «Константин» выставили заграждения у портов Трапезунд, Платана, Уние и Самсун. Это затруднило и задержало выгрузку транспортов с грузом для Кавказской армии.
В конце ноября погиб со всем экипажем минный заградитель «Нилуфер». Около Килии, севернее входа в Босфор, были прибиты его обломки, флаг и трупы двух германских матросов. По-видимому, «Нилуфер» или подорвался на русской мине, или стал жертвой собственных мин.