Так как манифеста о войне нет, то судам нашим разрешено истреблять и брать одни только турецкие военные суда…
При могущем встретиться бое, я насчитаю нужным излагать какие-нибудь наставления: действовать соединённо, помогая друг другу, и на самое близкое расстояние — по-моему лучшая тактика».
Отделившись от эскадры на пароходе «Святой Владимир», Корнилов 5 ноября встретил турецкий пароход «Перваз-Бахри» и после ожесточённого боя взял его в плен. Эскадра Новосильского идёт тем временем к эскадре Нахимова, оставляет ему два корабля и возвращается в Севастополь для ремонта и пополнения припасов. Минуло всего два дня, и эскадра Новосильского отправляется на помощь Нахимову, эскадра которого блокирует неприятеля в Синопе.
В полдень 16 ноября эскадры соединились неподалёку от Синопа, и Истомин совместно с другими командирами кораблей прибыл к старшему флагману Нахимову на «Императрицу Марию». Нахимов вызвал их «для сообщения плана атаки и нужных при этом наставлений».
Вскоре Истомину стало ясно, что Нахимов решил атаковать турок двумя колоннами. Первую поведёт он сам, вторую — контр-адмирал Новосильский, который избрал флагманским кораблём «Париж». Немногим более часа пробыл Истомин на совещании и отправился на «Париж», готовить корабль к бою.
После полудня 18 ноября обе эскадры вошли в бухту, и начался бой. «Париж» и «Императрица Мария» стремительно двинулись к флагману, 44-пушечному фрегату «Ауни Аллах», под флагом Осман-паши.
Подойдя на дистанцию картечного огня от противника, русские корабли отдали якоря строго по диспозиции. Турки сосредоточили весь огонь на флагманских кораблях. Но русские канониры посылали ответные залпы без промаха. Ядра и бомбы обрушились на «Ауни Аллаха». Не выдержав натиска, Осман-паша велел отклепать якорь-цепи, и его течением понесло между боевыми линиями. Едва он поравнялся с «Парижем», как Истомин приказал весь огонь перенести на него. Изрешеченный ядрами, неуправляемый «Ауни Аллах» приткнулся к мели у береговой батареи № 6, но продолжал огрызаться.
Теперь русские флагманы завезли верпы и развернулись бортом к линии неприятеля. Турки особенно яростно обстреливали «Париж». Но флагман ответил меткими залпами, и вскоре от его бомб взорвался корвет «Гюли-Сефир», а 56-пушечный фрегат «Даминад» отброшен к берегу. После этого «Париж» перенёс огонь на 62-пушечный фрегат «Низамие», где находился второй флагман турок «Гуссейн-паша». Вскоре это судно, потеряв мачты, начало дрейфовать к берегу, где потом загорелось.
Истомин, увидев, что береговая батарея № 6 прицельно бьёт по «Трём Святителям», развернул «Париж» на шпринге и заставил замолчать эту батарею турок. Следом «Париж» подавил и соседнюю неприятельскую батарею № 5. Нахимов, руководя сражением, всё время восхищался действиями командира «Парижа». Когда сражение уже подходило к концу, он подозвал командира «Императрицы Марии»:
— Прикажите, Пётр Иванович, изъяснить командиру «Парижа» мою благодарность.
Барановский смущённо сморщил лоб.
— Павел Степанович, на мачтах нет ни единого сигнального фала, все перебиты.
Нахимов недоумённо посмотрел на него и подозвал адъютанта Острено.
— Прошу вас, Феофан Христофорович, со шлюпкой направиться на «Париж» и передать командиру лично мою благодарность.
Четверть часа спустя от левого борта флагмана отчалила шлюпка. Шестёрка матросов-гребцов, бросив фуражки под банки, налегли на вёсла. Сидя на транце, Острено держал на корму «Парижа». Здесь, на воде, не было такого ажиотажа боя, в котором только что они находились на корабле. Непривычное затишье прерывалось лишь редкими всплесками вблизи шлюпки шального ядра, пущенного с берега или залетевшего сюда с продолжающихся сопротивляться турецких судов.
«Поднявшись на борт „Парижа“ в 1/2 третьего часа, — записано в вахтенном журнале „Парижа“, — от вице-адмирала приехал на наш корабль старший адъютант его, лейтенант Острено, и от адмирала передал нашему кораблю благодарность за хорошую пальбу».
Спустя несколько минут Нахимов распорядился прекратить бой и «сигналом повелел отойти от берега», который был объят пламенем.
«В 3 часа пальба с нашего корабля окончена», — появилась запись в вахтенном журнале «Парижа».
Турецкая эскадра была разгромлена полностью и уничтожена.