Командир «Евстафия» предпринимал отчаянные попытки спасти корабль. Отбуксировать корабль с помощью шлюпок не было никакой возможности.
Слишком прочно его удерживали снасти турецкого флагмана. Командир приказал залить крюйт-камеру, но и это не помогло. Горящая грот-мачта турецкого корабля упала поперек «Евстафия», и пожар стал общим, охватив и русский, и турецкий корабли. Прошло еще несколько минут, раздался оглушительный взрыв. Вначале взлетел на воздух «Евстафий», а за ним и «Реал-Мустафа». На «Евстафии» погибло 620 человек, в том числе 22 офицера, спаслись лишь командир капитан 1 ранга А.И. Круз, 9 офицеров и 51 матрос.
Шедший за «Евстафием» «Три Святителя», получив повреждения в парусах и такелаже, врезался в строй турецких кораблей. С обоих бортов этого корабля сделали 684 выстрела из пушек. Корабли кордебаталии сумели сойтись на пистолетный выстрел, а вот арьергард отстал и по существу в сражении не участвовал.
Не выдержав огня, турки начали сниматься с якорей и уходить в близлежащую Чесменскую бухту. Русский флот преследовал турок до самого входа в бухту, затем стал на якорь. Так завершилось Хиосское сражение.
О нем граф А.Г. Орлов доносил следующее: «В 10 часов сделан был сигнал к атаке, в полдвенадцати передовые корабли начали сражение, в половине перваго оно сделалось общим. Как ни превосходны были силы неприятельския, как храбро оныя ни защищались, но не могли вытерпеть жаркаго нападения войск В.И.В.; по продолжавшемся чрез два часа жесточайшем пушечном и ружейном огне, наконец, принужден был неприятель, отрубя якори, бежать в великом смятении в порт под крепость, называемую Чесме. Все корабли с великою храбростию атаковали неприятеля, все с великим тщанием исполняли свою должность, но корабль адмиральский „Св. Евстафия“ превзошел все прочие. Англичане, французы, венециане и мальтийцы, живые свидетели всем действиям, признались, что они никогда не представляли себе, чтоб можно было атаковать неприятеля с таким терпением и неустрашимостию. 84-пушечный неприятельский корабль был уже взят кораблем адмиральским, но по несчастию загорелся оный и сжег корабль и „Св. Евстафия“. Кроме адмирала, капитана и человек 40 или 50 разных чинов, никого с оного не спаслося, оба подорваны были в воздух. Как ни чувствительна была для нас потеря линейнаго корабля, но, увидя неприятельское поражение, робость их и безпорядок, в котором они находилися, утешилися, получа надежду истребить оный совершенно».
