Турецкая эскадра состояла из 16 линейных кораблей, 6 фрегатов, 60 меньших и вспомогательных судов, которые алжирский моряк Гассан Гази-бей построил в Хиосском проливе двумя линиями, примкнув левый фланг к островку, а правый — к отмели у порта Чесмы. Русские располагали только 9 линейными и 1 бомбардирским кораблями, не считая более мелких судов. Против 300 русских пушек одного борта турки имели 700. Несмотря на превосходство противника, граф А. Г. Орлов решил атаковать. Он собрал на флагманском корабле Г. А. Спиридова, Д. Эльфинстона и С. К. Грейга от моряков и Ю. В. Долгорукова с Ф. Г. Орловым от гвардии. Приказ Орлова от 23 июня 1770 года был прост:
«1. В случае может, что мы должны будем атаковать неприятельский флот, стоящий на якоре, чему и мы себя должны приуготовить, чего-для приказать на всех кораблях и прочих судах с обеих сторон приготовить по одному якорю, привязав за рым кабельтовы, для спрынгу с обеих сторон; и ежели дойдет, что класть якорь, то бросать с той стороны, которая от неприятеля; по неизвестным же распоряжениям неприятельскаго флота, каким образом оной атаковать, диспозиция не предписывается, а по усмотрению впредь дана быть имеет…»
Приказ Орлова был, скорее всего, подготовлен при помощи Грейга, ибо по его началу видно, что писал человек, знакомый с морским делом. К приказу была приложена диспозиция (расположение судов в боевом строю). Совет флагманов традиционно разделил эскадру на авангард (корабли «Европа», «Святой Евстафий», «Три Святителя» и фрегат «Святой Николай»), кордебаталию (корабли «Святой Ианнуарий», «Трех Иерархов», «Ростислав», бомбардирский корабль «Гром» и пакетботы «Почталион» и «Орлов») и арьергард (корабли «Не тронь меня», «Святослав», «Саратов», фрегаты «Панин», «Надежда благополучия» и «Африка»). Авангардом командовал Г. А. Спиридов, центром — граф А. Г. Орлов, при котором советником состоял С. К. Грейг, арьергардом — Д. Эльфинстон; флагманы располагались на средних кораблях своих отрядов. Легким судам следовало укрываться за строем линейных кораблей. Кроме того, был приложен «Ордер вхождения под паруса, когда ветр и другие обстоятельства дозволят» в виде схемы. Такую схему мог нарисовать лишь моряк. Наиболее вероятно, и ее готовил Грейг.
Утром 24 июня, при легком ветре, эскадра выстроилась в боевую линию и пошла на противника. В 11.30 передовой корабль «Европа» приблизился на три кабельтова к неприятелю, турки открыли огонь из всех орудий. Русские не отвечали, исполняя приказ подойти на пистолетный выстрел; только с расстояния 80 саженей (около 170 метров) они дали один за другим три залпа, заставившие передовые турецкие корабли ослабить огонь.
По диспозиции требовалось встать на шпринг, убрав паруса. Но поврежденная «Европа» отвернула с курса, «Святой Евстафий» из-за маловетрия не смог повернуть оверштаг и свалился на турецкий флот. Корабль «Три Святителя», пройдя под огнем, также не смог встать на якорь, прорезал неприятельскую линию, пострадал от турецких выстрелов и вышел на наветренную сторону. Первым кораблем, занявшим свое место по диспозиции, стал «Трех Иерархов». Корабль Грейга расположился вблизи неприятеля и открыл огонь по 100-пушечному кораблю капудан-паши из пушек, ружей и даже пистолетов. Под сокрушительным огнем турки в панике обрубили якорный канат, но забыли шпринг, и Грейг четверть часа расстреливал продольным огнем развернувшийся кормой турецкий корабль.
«Святой Евстафий» сражался с 3 кораблями и шебекой. В жестоком бою капитан А. И. Круз зажег и взял на абордаж неприятельский флагман «Реал-Мустафа», но пламя перекинулось на «Святой Евстафий», и он взорвался от головни, попавшей в крюйт-камеру; за ним взлетел на воздух и «Реал-Мустафа». Горящие обломки осыпали соседние корабли. От Грейга потребовались немалые усилия, чтобы уберечь флагманский корабль от пламени. Посланные с «Трех Иерархов» шлюпки поднимали из воды моряков, уцелевших при гибели «Святого Евстафия».
Вскоре после двух взрывов, около 14.00, под русским огнем турецкие корабли устремились в Чесменскую бухту. Посланный на разведку бомбардирский корабль «Гром» обнаружил, что они беспорядочно сгрудились в глубине бухты, и лишь 4 составляют линию у ее входа. «Гром» до сумерек обстреливал противника, после чего вернулся к эскадре. В то же время Грейг с корабля «Трех Иерархов» обстреливал батарею на южном берегу Чесменской бухты, а пакетбот «Почталион» держался под парусами у днищ взорванных кораблей, не допуская турок поднимать с них орудия.
В семнадцатом часу на борту «Трех Иерархов» граф А. Г. Орлов собрал военный совет флагманов и командиров. Бегство вражеского флота еще не стало полной победой. Турки сохранили большую часть сил и могли получить подкрепления из Дарданелл, а до подхода подмоги располагали кораблями и батареями на берегу, чтобы упорно сопротивляться нападению. В этих условиях русское командование решило истребить турецкий флот. В приказе от 25 июня 1770 года командующий писал.
«Всем видимо расположение Турецкого флота, который, по вчерашнему сражению, пришел здесь с Анатолии к своему городу Ефесу или, по голландской карте, именуемому Сисьме, и стоит у онаго в бухте от нас на SO, в тесном и непорядочном стоянии; что некоторые носами к нам, к NW, а четыре корабля носами к NO, а к нам бортами, несколько их в тесноте стоят за своими к берегу, так, как в куче; всех же мы их ныне считаем: кораблей линейных четырнадцать, фрегатов два, шебек шесть; наше ж дело должно быть решительное, чтобы оной флот победить и разорить, не продолжая времени, без чего здесь, в Архипелаге, не можем мы к дальным победам иметь свободные руки; и для того, с общего совету, положено и определяется: к наступающей ныне ночи приуготовиться, а после полуночи вступить в точное исполнение; а именно: приуготовленные четыре брандерские судна, на которых командиры господа: Дугдаль, Ильин, Макензи, князь Гагарин, да корабли „Европа“, „Ростислав“, „Не тронь меня“, „Саратов“, фрегаты „Надежда“ и „Африка“, на которых кто командиры всем известно, и вся сия эскадра и бомбандирский корабль „Гром“ вручаются господину бригадиру и флота капитану Грейгу, у которого и быть всем означенным кораблям, фрегатам и бомбандирскому и брандерным судам, для нижеписанного исполнения, в команде; и на котором корабле разсудит поднять он, господин Грейг, брейд-вымпел, то остается в его соизволении, а исполнять надлежит нижеследующее».
Средством уничтожения противника избрали брандеры. Во второй половине XVIII века использование этого оружия считали уже варварством и анахронизмом: слишком оно зависело от ветра. Но против мусульман, да еще стеснившихся в глубине бухты, брандеры могли оказаться действенным оружием, особенно в сочетании с артиллерийским огнем. Приказ предписывал:
«1) Господину Грейгу расположиться и в настоящее время изготовиться, как ветер и его благосмотрение будет, под парусами, а для усыпления неприятеля, лучше бы на завозах, только б время не потерять, и все конечно ко всему точному исполнению около полуночи подойти к Турецкому флоту, и в таком разстоянии, чтоб не только нижнего дека, но и верхние пушки могли быть действенными; стать на якорь на шпрынге и разсуждается, как ныне Турецкий флот стоит, подойти бы.
2) Брандерным судам места назначаются только на первое время, чтоб они до настоящего дела были от неприятеля далее и безвредны; а дело оных состоит, ежели ж если Господь Бог поможет в том, дабы они, пришед в неприятельский флот, оной зажгли; и для того вы, господин Грейг, не должны оных в неприятельский флот послать до того времени, когда усмотрите, что оные точно свое дело исполнить могут; и сие разсуждаете таким образом, буде теперешний ветер не отменится, то лучше от Остовой части к берегу подошед, с неприятелем сцепиться; буде ветер отменится с другой стороны, то лучше к Вестовой части и назначить брандерных командиров еще сегодня, засветло, с которыми кому сцепиться и зажечь, и как наилучше усмотреть, не мешая один другому, дабы вместо больших кораблей не сцепиться и не зажечь шебеки или подобнаго тому судна, которое не может быть так полезно, как сожжены будут большие корабли, в чем наша и победа быть может.
3) Извольте приказать брандерам в неприятельский флот идти, учредив им сигнал, а именно: с бомбандирского корабля выпалить из обеих гаубиц, не помешкав единою за другою, и также и из обеих мортир бомбами, не помешкав же; а пред тем самому пустить с корабля, где вы будете, три ракеты, которые, хотя и с излишеством, взять с корабля „Святослава“; ибо излишество в ракетах вам может служить и для других, учреждаемых от вас сигналов.
4) На все четыре брандера командирами определены от вас назначенные, а к тому сие дополняется: излишнее число людей на брандерах не только не нужно, но и не надлежит иметь, и для того весьма довольно иметь, с проводными людьми, по одной десятивесельной шлюпке, которая всю составляет при командире команду; да по одному надежному, определенному от господина цейхмейстера Ганнибала, артиллеристу, который бы, по приказанию брандерного командира, сцепясь с неприятельским кораблем, зажег брандер и в таком действии, чтобы оной загорелся, и неприятельский корабль, не отцепясь от него точно жжег; а командиру и артиллеристу и людям на шлюпке уехать к нам. Когда флот неприятельский сожгут, обещается брандерным командирам и их командам Ея Императорскаго Величества Высочайшая милость к перемене чинов и в награждении деньгами.
