В 9 часов утра 18 (30) ноября Нахимов на корабле «Мария» и рядом Новосильский на другом 120-пушечном корабле «Париж», а за ними, в двух колоннах, остальные суда пошли к Синопу. В половине первого часа дня раздался первый залп турецких батарей против эскадры Нахимова, входившей на рейд. Корабль Нахимова шел впереди и ближе всех стал к турецкому флоту и береговым батареям. Нахимов стоял на капитанском мостике «Марии» и смотрел в подзорную трубу на развернувшийся сразу артиллерийский бой. Русская победа определилась уже спустя два часа с небольшим. Турецкая артиллерия осыпала снарядами русскую эскадру, успела причинить некоторым кораблям большие повреждения, но не потопила ни одного. А диспозиция Нахимова была исполнена в точности, и его приказы и наставления о том, как держаться в морском бою, принесли громадную пользу. Корабль «Константин» оказался в опасном положении и был окружен неприятельскими судами. Тогда «Чесма» вдруг вовсе перестала отстреливаться от обращенного против нее огня и направила полностью весь огонь своих орудий против особенно яростно громившего «Константина» турецкого фрегата «Навек-Бахри». Фрегат «Навек-Бахри», поражаемый огнем «Константина» и «Чесмы», взлетел в воздух, притом так, что груда его обломков и тела экипажа упали на береговую батарею, загромоздили ее и этим вывели временно из строя.
Подобное же положение, когда тоже помогло внушение Нахимова о взаимной поддержке, повторилось спустя полчаса с кораблем «Три святителя». Корабль был поврежден, он беспомощно стал вращаться, и его отнесло ветром под сильную береговую батарею, которая могла его потопить и произвела на нем сильные разрушения. Но тут «Ростислав», сам находясь под сильнейшим огнем, тоже сразу прекратил свои ответы на обстрел, а весь свой огонь направил на ту самую турецкую батарею № 6, которая расстреливала «Трех святителей». Не только корабль «Три святителя» был спасен, но вся батарея № 6 была сама снесена русским огнем с лица земли. Правда, это случилось лишь в начале четвертого часа дня и обошлось недешево «Ростиславу»: он получил тяжелые повреждения и чуть сам не взлетел на воздух, так как на нем возник пожар и искры подбирались к крюйт-камере с ее запасами пороха, но удалось потушить огонь. С этой дуэлью между «Ростиславом» и турецкой береговой батареей № 6 связано бегство «Таифа» с места сражения.
Нужно заметить, что присутствие в составе эскадры Осман-паши двух паровых судов очень озабочивало Нахимова, у которого в распоряжении ни одного парохода не было, а были только парусные суда. Нахимов имел все основания опасаться, что быстроходный 20-пушечный пароход «Таиф», удобоподвижный, находящийся притом под управлением не турка, а прекрасного моряка-англичанина, может очень и очень себя проявить в битве, где большим парусным судам поворачиваться и маневрировать не так-то удобно и легко. Нахимов настолько считался с этим, что посвятил пароходам Осман-паши особый (9-й) пункт своей диспозиции, отданной в его приказе накануне боя вечером 17 ноября:
«Фрегатам „Кагул“ и „Кулевчи“ во время действия остаться под парусами для наблюдения за неприятельскими пароходами, которые, без сомнения, вступят под пары и будут вредить нашим судам по выбору своему».
Но это совершенно логичное и, казалось бы, безусловно правильное предположение Нахимова не оправдалось нисколько. Случилось нечто совсем неожиданное. Адольфус Слэд, командир «Таифа», мог сколько угодно переименовываться в Мушавер-пашу, но он, как был до своего превращения в поклонника пророка истым бравым англичанином, а вовсе не турком, так англичанином и остался, и служил он в турецком флоте не во славу аллаха и Магомета, а во славу лорда Стрэтфорда-Рэдклифа. Свое пребывание в составе эскадры Осман-паши он понимал по-своему, как всегда, без исключений, понимали это англичане, переходившие на турецкую службу.
Сделал же он следующее. Будучи превосходным, опытным командиром (единственным в этом отношении во всей эскадре Осман-паши), Слэд уже с самого начала битвы увидел, что турецкому флоту грозит поражение, а так как лордом Стрэтфордом ему было поручено наблюдать и доносить, а вовсе не класть свою голову в борьбе за Полумесяц, то, убедившись уже вскоре после начала битвы в неминуемой и сокрушающей победе Нахимова, он, искусно сманеврировав в самом опасном месте боя между «Ростиславом» и береговой батареей № 6, вышел из рейда и помчался на запад, в Константинополь, забыв, очевидно, за множеством дел уведомить об этом своем внезапном бегстве своего прямого начальника Осман-пашу, которого покинул, таким образом, в самый трудный момент. За ним вдогонку полетели на всех парусах фрегаты «Кагул» и «Кулевчи», которые, как сказано, именно и были предназначены Нахимовым по диспозиции для наблюдения за «Таифом». Но им было не угнаться за быстрым пароходом, да еще превосходно управляемым.
Слэд несколько раз менял курс, круто изменял направление, зная, как трудно большим парусникам следовать за всеми его зигзагами. В конце концов «Таиф» их оставил далеко позади и пропал на горизонте. Но именно тут он чуть не погиб: его чуть-чуть не потопила эскадра Корнилова, как раз спешившая из Севастополя на помощь Нахимову. Корнилов открыл огонь по «Таифу». Командир Слэд стал отстреливаться и сильно повредил напавший на него пароход «Одессу». Выведя на момент «Одессу» из боя, Слэд помчался на всех парах дальше, держа румб на Константинополь. Корнилов отрядил за ним два других парохода своей эскадры — «Крым» и «Херсонес», но они после долгой погони должны были отказаться от своей задачи. «Таиф» прибыл в Константинополь.
Эскадра Корнилова, еще подходя только к Синопскому рейду, могла убедиться, что она опоздала. Сражение шло к концу. Можно сказать, что бой, начавшийся в половине первого, привел к полному разгрому турок уже около трех — трех с четвертью часов дня. Стрельба нахимовских командиров при этом была всегда на редкость метка.
Турецкий флот, застигнутый Нахимовым, погиб полностью — не уцелело ни одного судна, и погиб он почти со всей своей командой. Были взорваны и превратились в кучу окровавленных обломков четыре фрегата, один корвет и один пароход «Эрекли», который тоже мог бы уйти, пользуясь быстроходностью, подобно «Таифу», но на нем командовал турок, и он не последовал примеру Слэда. Были зажжены самими турками пробитые и искалеченные другие три фрегата и один корвет. Остальные суда, помельче, погибли тут же. Турки считали потом, что из состава экипажа погибло около 3 тысяч с лишком. В английских газетах упорно приводилась цифра 4 тысячи.
Перед началом сражения турки были так уверены в победе, что они уже наперед посадили на суда войска, которые должны были взойти на борт русских кораблей по окончании битвы.
Когда опоздавшая эскадра Корнилова входила на Синопский рейд, ликующие крики команд обеих эскадр слились воедино. Некоторые из погибающих турецких судов выбросились на берег, где начались пожары и взрывы на батареях. Часть города пылала, все власти и сухопутный гарнизон Синопа в панике бежали в горы, подымающиеся в окрестностях. Население бросилось в бегство еще в начале боя.
Наступил вечер, и вот какая картина предстала перед глазами экипажа корниловской эскадры, когда она вошла в Синопскую бухту:
«Большая часть города горела, древние зубчатые стены с башнями эпохи средних веков выделялись резко на фоне моря пламени. Большинство турецких фрегатов еще горело, и когда пламя доходило до заряженных орудий, происходили сами собой выстрелы, и ядра перелетали над нами, что было очень неприятно. Мы видели, как фрегаты один за другим взлетели на воздух. Ужасно было видеть, как находившиеся на них люди бегали, метались на горевших палубах, не решаясь, вероятно, кинуться в воду. Некоторые, было видно, сидели неподвижно и ожидали смерти с покорностью фатализма. Мы замечали стаи морских птиц и голубей, выделяющихся на багровом фоне озаренных пожаром облаков. Весь рейд и наши корабли до того ярко были освещены пожаром, что наши матросы работали над починкой судов, не нуждаясь в фонарях. В то же время весь небосклон на восток от Синопа казался совсем черным…»
Корнилов увидел, что нахимовские суда, многие с перебитыми и поваленными мачтами, продолжали перестрелку, добивая те немногие суда турок, которые еще не затонули и не взорвались. Один из современников так описывает встречу двух адмиралов: «Мы проходим совсем близко вдоль линии наших кораблей, и Корнилов поздравляет командиров и команды, которые отвечают восторженными криками „ура“, офицеры машут фуражками. Подойдя к кораблю „Мария“ (флагманскому Нахимова), мы садимся на катер нашего парохода и отправляемся на корабль, чтобы его поздравить. Корабль весь пробит ядрами, ванты почти все перебиты, и при довольно сильной зыби мачты так раскачивались, что угрожали падением. Мы поднимаемся на корабль, и оба адмирала кидаются в объятия друг друга. Мы все тоже поздравляем Нахимова. Он был великолепен: фуражка на затылке, лицо обагрено кровью, а матросы и офицеры, большинство которых мои знакомые, все черны от порохового дыма. Оказалось, что на „Марии“ было больше всего убитых и раненых, так как Нахимов шел головным в эскадре и стал с самого начала боя ближе всех к турецким стреляющим бортам». Пальто Нахимова, которое он перед боем снял и повесил тут же на гвоздь, было изорвано турецким ядром. Среди пленных находился и сам флагман турецкой эскадры Осман-паша, у которого была перебита нога. Рана была очень тяжелая. В личной храбрости у старого турецкого адмирала недостатка не было, так же как и у его подчиненных. Но одного этого качества оказалось мало, чтобы устоять от нахимовского нападения.