Между тем «Твердый», «Скорый», «Ретвизан» и «Святая Елена» напали на неприятельский авангард. Приказав контр-адмиралу Грейгу сражаться с концевыми кораблями авангарда, Сенявин на «Твердом» вместе со «Скорым» атаковал головной корабль противника. Сенявину удалось зайти с носа и почти в упор дать по неприятелю продольный залп пушками левого борта. Неприятельский корабль лег в дрейф и этим маневром нарушил всю линию баталии. Командир «Скорого» капитан 1 ранга Роман Петрович Шельтинг тоже почти вплотную сблизился с этим кораблем и разрядил в него весь левый борт. Не выдержав огня с «Твердого» и «Скорого», головной турецкий корабль вышел из линии баталии. Два других корабля последовали его примеру. Четвертым в строю шел флагманский корабль Бекир-бея «Седель-Бахри». «Селафаил» и «Уриил» расстреляли его в упор.
Ситуация складывалась так, что головной турецкий корабль мог выйти прямо под корму изрядно избитого «Рафаила». Эту опасность заметил Сенявин. Поставив «Твердый» прямо по курсу неприятельского корабля, он дал продольный залп из всех орудий левого борта, сбив оставшиеся паруса. Турецкий корабль окончательно вышел из строя и больше в сражении не участвовал. Затем Сенявин такой же маневр выполнил и в отношении сильно поврежденного флагманского «Седель-Бахри». Но на этот раз он разрядил правый борт. На палубу «Седель-Бахри» полетели сбитые реи.
Сенявин умело руководил сражением. В двух шагах от адмирала упал сигнальщик с подзорной трубой, картечью ему оторвало руку. Рядом упало ядро и почти пополам разорвало раненого сигнальщика и убило еще двух матросов. Адмирал остался невредимым и продолжал отдавать в рупор приказания и своим примером бесстрашия вдохновлять своих подчиненных. «Скорый» завязал отчаянный бой с вышедшими из строя кораблями авангарда, на помощь которым подошел еще и фрегат. Оказавшись в окружении, Шельтинг буквально осыпал неприятеля картечью. Турки на время даже оставили верхнюю палубу, а один из турецких кораблей снесло на «Скорый», так что его утлегарь лег на гакаборт русского корабля. Турки хотели пойти на абордаж, но со «Скорого» дали несколько залпов картечью, и противник отступил. На «Скором» тяжело был ранен и вскоре умер лейтенант Кубарский. Его сменил лейтенант Денисьевский, который почти сразу же получил ранение. На всех кораблях были убитые и раненые, но никто не покинул боевой пост. Раненые сражались до изнеможения, пока их на носилках не уносили в лазарет.
За Афонское сражение командир «Скорого» Роман Петрович Шельтин получил орден Святого Владимира 3-й степени. Это был заслуженный офицер: сам император наградил его двумя бриллиантовыми перстнями, а за
18 морских кампаний — орденом Святого Георгия 4-й степени. Его мундир украшали также ордена Святой Анны 1-й степени и Святого Владимира 2-й степени. В последние годы своей службы Шельтинг был капитаном Архангельского порта, военным губернатором и командиром Свеаборгского порта. В отставку он вышел в чине генерал-лейтенанта.
Командование совершенно не участвовавших в сражении кораблей турецкого арьергарда решило наконец оказать помощь своему флагману. Но Сенявин привел корабль к ветру и пошел на пересечение курса неприятельского арьергарда, состоявшего из двух кораблей и двух фрегатов. Маневр получился: корабли удалось отсечь.
В сложной ситуации оказался «Ярослав»: с поврежденными парусами он отстал и поравнялся с турецким арьергардом. Был момент, когда «Ярослав» сражался сразу с пятью кораблями и двумя фрегатами.
К одиннадцати часам, не выдержав огня, турки стали отступать к Афонской горе. На «Твердом» подняли сигнал «Спуститься на неприятеля», что означало сблизиться еще плотнее. Но уже в час пополудни по эскадре передали сигнал «Прекратить сражение!». На концевых кораблях этот сигнал был разобран лишь через 30 минут. В это время ветер окончательно стих, и обе эскадры в беспорядке лежали в дрейфе близ Афонской горы. На кораблях приступили к устранению повреждений. В середине дня подул слабый западный ветерок, при котором турки оказались в наветренном положении, чем и воспользовались. Их корабли постепенно стали удаляться от находившейся под ветром русской эскадры. Только сильно поврежденный «Седель-Бахри» и буксировавшие его суда стали заметно отставать. Около шести часов вечера, когда ветер заметно усилился, Сенявин послал вдогонку «Уриил» и «Селафаил». Ночью противника настигли. «Седель-Бахри» спустил флаг, а его охранение, состоявшее из корабля «Нюма-Башарет», фрегата «Нессим-Фету» и шлюпа «Метелин», бежало. Все пушки на захваченном корабле были медными: на нижнем деке — 42-, на среднем — 22-, а на верхнем — 12-фунтовые. «Седель-Бахри» (что в переводе на русский язык означает «Оплот моря») был относительно новым и достаточно крепким кораблем. В качестве трофеев были захвачены 500 сабель, 300 ружей и около 600 пудов пороху. На турецком корабле 230 человек были убиты, 160 ранены, а 774 попали в плен. Все пленные были распределены на суда русской эскадры. Среди турецкой команды оказались одиннадцать моряков с корвета «Флора» и шесть англичан.
Очевидцы рассказывали, что когда лейтенант Василий Титов прибыл на «Седель-Бахри» для доставки на «Селафаил» Бекир-бея и его флага, турецкий флагман заявил, что он готов отдать свой флаг только самому Сенявину. Как ни уговаривал Титов турка, тот стоял на своем. В конце концов турецкий флагман, не удержавшись, спросил у лейтенанта: «За что русские так на него рассердились, что все корабли его били?» — «За то, — ответил ему Титов, — что ваше превосходительство храбрее и лучше других дрались». Этот ответ так понравился турку, что он согласился на предложенные условия, заявив: «Судьбе угодно было отдать меня в руки ваши, но я надеюсь, что победитель мой засвидетельствует, что я защищал флаг свой до последней крайности». Сенявин принял от Бекир-бея флаг, вернул ему саблю и даже поместил в своей каюте. Впоследствии русский и турецкий адмиралы расстались друзьями.
Бежавшие «Нюма-Башарет», «Нессим-Фету» и «Метелин» оказались отрезанными от Дарданелл отрядом Грейга, посажены на камни, а после высадки команд на берег — сожжены турками. Затем они сожгли еще корабль и фрегат. Всего же в этом сражении турки потеряли три корабля, два фрегата и шлюп. В Афонском сражении эскадра Сенявина не потеряла ни одного корабля. К концу месяца все повреждения были устранены.
Сеид-Али был так уверен в своей победе, что накануне выхода в море дал слово привезти в Константинополь голову самого Сенявина. Он, видимо, забыл о своем обещании пленить Ушакова.
В сражении погибли командир «Рафаила» капитан 1 ранга Д.А. Лукин, один гардемарин и 76 нижних чинов. Ранены были восемь офицеров, четыре гардемарина и 161 матрос. Лукин был любимцем эскадры.
Дмитрий Александрович Лукин родился в 1770 году. По распоряжению генерал-адмирала великого князя Павла Петровича, вместе с братом Алексеем был принят в Морской корпус. В 1785 году он был произведен в гардемарины, а через два года стал мичманом. В 1790 году, находясь на фрегате «Брячеслав», участвовал в Красногорском и Выборгском сражениях, за которые был произведен в капитан-лейтенанты. В 1799 году за проявленную расторопность во время высадки десанта на Голландский берег Лукин был награжден орденом Святой Анны 3-й степени, а в 1801 году получил чин капитана 2 ранга и должность командира «Рафаила». В следующем году за 18 морских кампаний был награжден орденом Святого Георгия 4-й степени, а в 1803 году за спасение севшего на мель «Ретвизана» — орденом Святого Владимира 4-й степени.
Служивший на «Рафаиле» Павел Свиньин по поводу гибели Лукина в Афонском сражении писал следующее: «Сколь ни славна была победа наша над неприятелем, но она куплена также и с нашей стороны чувствительною потерею: на флоте нашем было 80 человек убитых и около 170 раненых; но главную потерю нашу составлял знаменитый капитан 1-го ранга Лукин, убитый в самом пылу сражения ядром в грудь. Отечество лишилось в нем искуснаго морского офицера, мужеством и храбростию приобретшаго повсюду отличное уважение. Неисповедимы судьбы Всевышняго! Но если, жалея о столь важной потере для Российскаго флота, и позволишь упрекнуть его самого в излишней запальчивости, которая была причиною его смерти, то в то же время признаешься, что Лукин умер на поприще славы смертию, завидною для воина. При атаке неприятеля он, не удовольствовавшись тем, что имел противу себя 100-пушечный корабль, прорезал неприятельскую линию, зашел под корму адмиральскаго корабля, к которому подоспел на помощь ближний фрегат, и около часу действовал в них на оба борта так жарко, что от нас казался он объятым пламенем». Моряки называли этого славного офицера «российским Геркулесом». Он без особого труда ломал подковы, мог держать пудовое ядро на вытянутой руке, одной рукой отрывал от палубы шканечную пушку в 87 пудов, одним пальцем вдавливал гвозди в борт судна.