Чесменское морское сражение между русским и турецким флотами вошло в историю как одно из лучших морских сражений XVIII века.

Турецкий флот, состоящий из судов с общим вооружением, превосходящим силу русского флота, имел двойное численное преимущество. Турецким флотом командовал Ибрагим.

Русский флот противопоставил неприятелю дугообразные линии обороны. В первой линии были построенные линейные корабли. Во второй линии находились 6 фрегатов и вспомогательные суда.

Был предпринят следующий план атаки. Линейным судам, Спиридов предложил перестроиться и, пользуясь наветренным положением, под углом подойти к противнику. Вместо равномерного распределения судов, Спиридов предложил план атаки, ничего общего не имеющий с теми планами, которые использовались раньше.

Вместе с тем, риском, заключавшимся в том, что при подходе на противника прямым углом головной корабль русской эскадры до выхода на дистанцию артиллерийского залпа попадал под продольный огонь всей линии неприятельского флота. Однако адмирал Спиридов, учитывал высокую подготовку русских и слабую выучку турок, считал, что неприятельский флот не сможет причинить серьезного вреда русской эскадре в момент ее сближения.

Утром 24 июня русская эскадра вошла в Хиосский пролив и по сигналу главнокомандующего Алексея Орлова, находившегося на линейном корабле «Три Иерарха», построилась в кильватерную колонну. Головным шел корабль «Европа», за ним — «Евстафий», на котором держал свой флаг командующий авангардом адмирал Спиридс. Около 11 часов русская эскадра в соответствии с ранее разработанным планом атаки повернула влево и почти под прямым углом начала спускаться на противника. Чтобы ускорить выход на дистанцию артиллерийского залпа и развертывание сил для атаки, русские корабли в сомкнутом строю. Для первого залпа орудия были заряжены зарядами и двумя ядрами. Комендоры находились у своих орудий в ожидании сигнала «Открыть огонь».

Около 11 часов 30 минут, когда головной корабль русской эскадры подошел к противнику на дистанцию 3,5 каб., турки открыли огонь, который, однако, не причинил особого вреда русским. Предприняв движение на противника, русский авангард в 12 часов 00 минут сблизился с ним на дистанцию 0,5 каб. и, развернувшись влево, произвел мощный залп из всех орудий по заранее распределенным целям. Нескольким турецким кораблям были причинены серьезные повреждения. Повреждения в рангоуте и парусах получили и русские корабли «Европа», «Евстафий», «Три Иерарха», то есть те, которые входили в состав авангарда и первыми начали бой. Вслед за авангардом в бой вступили и корабли центра. Бой принял чрезвычайно напряженный характер. Особенно сильным ударам подвергались флагманские корабли противника. С одним из них, под названием «Реал-Мустафа», бой вел «Евстафий». Русский корабль причинил турецкому ряд серьезных повреждений, а затем сцепился на абордаж. В рукопашном бою на палубе неприятельского корабля русские матросы и офицеры проявили мужество и героизм. Так, один из русских матросов, имя которого неизвестно, при попытке овладеть турецким флагом был ранен в правую руку. Тогда он схватил флаг левой рукой. Когда же подбежавший янычар ударом сабли ранил ему и левую руку, матрос вцепился в полотнище флага зубами и не выпускал его до последнего вздоха. Ожесточенный абордажный бой на палубе «Реал-Мустафы» закончился победой русских.

Характеризуя действия линейного корабля «Евстафий» в Чесменском сражении, Орлов в донесении Екатерине II писал: «Все корабли с великой храбростью атаковали неприятеля, все с великим тщанием исполняли свою должность, но корабль адмиральский „Евстафий“ превзошел все прочие. Англичане, французы, венецианцы и мальтийцы восторгались терпением и неустрашимостью русских моряков. Несмотря на летающие снаряды и разные опасности, представляющие и саму смерть, смертных ужасающая, не были довольно сильны произвести робости в сердцах сражавшихся с врагом россиян, испытанных сынов отечества…»

Вскоре после захвата неприятельского флагманского корабля на нем возник пожар, который затем перебросился на «Евстафий»; когда огонь достиг крюйт-камеры, оба корабля взорвались. Адмирал Спиридов перед взрывом успел покинуть горящий корабль и перейти на другой. Гибель турецкого флагмана окончательно нарушило управление неприятельским флотом. В 13 часов турки, не выдержав атаки русских и боясь распространения пожара на другие корабли, поспешно начали рубить якорные канаты и отходить в Чесменскую бухту под защиту береговых батарей, где были заблокированы русской эскадрой.

Таким образом, в результате первого этапа сражения, продолжавшегося около двух часов, погибло по одному Кораблю с каждой стороны; инициатива целиком перешла к русским.

На военном совете 25 июня у графа Орлова был принят план Спиридова, заключавшийся в уничтожении турецких кораблей в собственной базе. Учитывая скученность кораблей противника, исключавшую для них возможность маневра, адмирал Спиридов предложил уничтожить турецкий флот комбинированным ударом корабельной артиллерии и брандеров, причем главный удар должна была нанести артиллерия. Для атаки противника 25 июня были оборудованы 4 брандера и создан специальный отряд под командованием младшего флагмана С. К. Грейга в составе 4 линейных кораблей, 2 фрегатов и бомбардирского корабля «Гром». Замысел атаки, разработанный Спиридовым, сводился к следующему. Корабли, выделенные для атаки, пользуясь темнотой, должны были в ночь на 26 июня скрытно подойти к противнику на дистанцию 2–3 каб. и, став на якорь, открыть внезапный огонь: линейные корабли и бомбардирский корабль «Гром» — по кораблям, фрегаты — по береговым батареям противника.

В полночь, когда все приготовления к бою были закончены, по сигналу флагмана корабли, назначенные для атаки, снялись с якоря и направились в указанные для них места. Подойдя на дистанцию 2 кабельтовых, русские корабли заняли места по установленной для них диспозиции и открыли огонь по турецким кораблям и береговым батареям. «Гром» и некоторые линейные корабли вели огонь главным образом брандскугелями. За линейными кораблями и фрегатами в ожидании атаки были развернуты 4 брандера.

В начале 2-го часа на одном из турецких кораблей от попавшего брандскугеля возник пожар, который быстро охватил весь корабль и начал перебрасываться на соседние корабли противника. Турки пришли в замешательство и ослабили свой огонь. Это создало благоприятные условий для атаки брандеров. В 1 час 15 минут 4 брандера под прикрытием огня линейных кораблей начали движение на противника. Каждому из брандеров был назначен определенный корабль, с которым он должен был сцепиться. Три брандера по различным причинам не достигли поставленной цели, и только один под командованием лейтенанта Ильина выполнил поставленную задачу. Под огнем противника он подошел к 84-пушечному турецкому кораблю и поджег его. Команда брандера вместе с лейтенантом Ильиным села в шлюпки и покинула горящий брандер. Вскоре на турецком корабле произошел взрыв. Тысячи горящих обломков разлетелись по всей Чесменской бухте, распространив пожар почти на все корабли турецкого флота. В эта время бухта представляла собой огромный пылающий факел. Турецкие корабли один за другим взрывались и взлетали на воздух. В 4 час русские корабли прекратили огонь. К этому времени почти весь турецкий флот был уничтожен. Из 15 линейных кораблей, 6 фрегатов, 50 вспомогательных судов уцелели и были захвачены русскими в плен, уцелели лишь один линейный корабль «Родос» и 5 галер. Русский флот потерь в кораблях не имел.

Таким образом, Чесменское сражение закончилось полным уничтожением турецкого флота, на который возлагалось много надежд. Оценивая это сражение, адмирал Спиридов в донесении президент Адмиралтейств-коллегий писал: «…Честь Всероссийскому флоту! 25 на 26 неприятельский военный флот… атаковали, разбили, разломали, сожгли, на небо пустили, потопили и в пепел обратили, а сами стали быть во всем архипелаге… господствующими».

Героями Чесмы стали адмирал Спиридов, по планам и под руководством которого русский флот одержал выдающуюся победу, младший флагман С. К. Грейг, произведенный после сражения в контр-адмиралы, командиры кораблей: капитаны I ранга Круз («Евстафий»), Клокачев («Европа»), Хметевский («Три Святителя»), лейтенант Ильин (командир брандера) и многие другие, удостоенные высоких наград.

Чесменское сражение представляет собой ярчайший пример уничтожения неприятельского флота в расположении его базы. Победа русского флота над вдвое превосходящими силами противника была достигнута благодаря правильному выбору момента для нанесения решающего удара, внезапности атаки в ночное время и неожиданному для противника применению брандеров и зажигательных снарядов, хорошо организованному взаимодействию сил, а также высоким морально-боевым качествам личного состава и флотоводческому искусству адмирала Спиридова, который смело отказался от шаблонно-линейной тактики, господствовавшей в то время в западноевропейских флотах. По инициативе адмирала были применены такие приемы боя, как сосредоточение всех сил флота против части сил противника и ведение боя на предельно короткой дистанции.

Победа русского флота в Чесменском сражении оказала большое влияние на дальнейший ход войны. Благодаря этой победе русский флот серьезно нарушил турецкие коммуникации в Архипелаге и установил эффективную блокаду Дарданелл.

В память о Чесменской победе была выбита медаль, которой награждались все участники сражения. Граф Орлов был награжден орденом Св. Георгия 1-й степени и получил почетное добавление к своей фамилии Чесменский; адмирал Спиридов получил высший орден Российской империи — Св. Андрея Первозванного; контр-адмирал Грейг был удостоен ордена Св. Георгия 2-й степени, давший ему право на потомственное русское дворянство. В честь этой победы в 1775 году в Гатчине был установлен Чесменский обелиск, а в 1778 году в Царском Селе — Чесменская колонна. В Петербурге в 1774–1777 годах был построен Чесменский дворец, а в 1777–1778 годах — Чесменская церковь. Имя «Чесма» в Российском флоте носили броненосец и линейный корабль. В честь лейтенанта Ильина были названы линейный крейсер и эсминец.